Uuden tutkimusmallin avulla tutkijat voivat testata lääkkeitä harvinaisiin hermostoa rappeutuviin sairauksiin

Uuden tutkimusmallin avulla tutkijat voivat testata lääkkeitä harvinaisiin hermostoa rappeutuviin sairauksiin

Wisconsin-Madisonin yliopiston tutkijoiden kehittämän uuden tutkimusmallin ansiosta tutkijat voivat ensimmäistä kertaa testata terapeuttisia aineita joukolle harvinaisia ​​hermostoa rappeuttavia sairauksia, jotka vaikuttavat imeväisiin ja pikkulapsiin.

Perinnölliset spastiset paraplegiat (HSP:t) ovat geneettisten mutaatioiden aiheuttama neurodegeneratiivisten sairauksien ryhmä. Ne aiheuttavat kymmenille tuhansille lapsille lisääntynyttä lihasjänteyttä alaraajoissaan, mikä johtaa jalkojen heikkouteen ja lopulta heikentää heidän kykyään ryömiä tai kävellä.

Lapsilla, joilla on nämä mutaatiot, ilmenee sairauden merkkejä jo kuuden kuukauden iässä. Nämä 2–5-vuotiaat lapset ovat pyörätuolissa eivätkä valitettavasti koskaan pysty kävelemään.

Anjon Audhya, professori, biomolekyylikemian laitos, UW-Madison

Audhya selittää, että monet tutkijat eivät ole tutkineet spastista paraplegiaa, koska ei ollut hyvää mallia taudin alkuperän tutkimiseen tai terapeuttisten menetelmien testaamiseen. Aiemmat hiirimallit eivät ole toimineet, koska hermoreitit, jotka kuljettavat liikkeeseen liittyvää tietoa koko kehossa, näyttävät olevan liian erilaisia ​​kuin ihmisillä, eivätkä tutkijat ole vielä tehneet kliinisiä tutkimuksia ihmisillä.

Audhya työskenteli UW-Madisonin tutkijoiden poikkitieteellisen ryhmän kanssa tutkiakseen erityistä mutaatiota, joka aiheuttaa HSP:tä pienillä lapsilla. Sitten he käyttivät oppimaansa luodakseen paremman mallin -; rotissa.

Tutkijoiden valitsema mutaatio vaikuttaa proteiiniin nimeltä Trk-fuusioitu geeni tai TFG. Terveet TFG-proteiinit toimivat hermosoluissa tai neuroneissa kuljettaakseen muita proteiineja solun yhdestä osasta toiseen. Neuronin tehtävänä on välittää viestejä sähköisten signaalien muodossa aivojen ja muun kehon välillä.

Proteiinit, jotka riippuvat TFG:stä kuljetuksessa, pitävät nämä hermopolut terveinä ja auttavat hallitsemaan, mitä sähköisiä signaaleja aivot lähettävät kehoon ja mitkä signaalit estävät. Tasapainottamalla oikeat stimulaatiotasot neuronit voivat hallita liikkeitä, kuten B. kävelyyn osallistuvien jalkalihasten supistumista.

Pienillä lapsilla, joiden TFG-geenissä on mutaatio, hermosolujen proteiinit eivät liiku tehokkaasti hermosolujensa läpi. Audhyan mukaan tämä voi johtaa sähköstimulaation epätasapainoon, jolloin alaraajoihin voidaan lähettää runsaasti sähköisiä signaaleja, mikä johtaa lisääntyneeseen lihasten sävyyn. Ajan myötä liiallinen lihasjännitys johtaa motoristen taitojen menetykseen.

Genetiikka ja genomiikka e-kirja

Kokoelma viime vuoden huippuhaastatteluista, artikkeleista ja uutisista.

Lataa kopio tänään

"Voit kuvitella, että jos suoristat jalkasi todella kovaa ja käytät kaiken energiasi lihaksen jännittämiseen, sitä on todella vaikeaa liikuttaa", sanoo Audhya, joka on myös UW School of Medicine and Public Healthin perustutkimuksen, biotekniikan ja jatko-opintojen vanhempi dekaani.

Etsiessään toimivaa mallia tutkijat kääntyivät rottien puoleen auttaakseen näitä lapsia. Ryhmä käytti CRISPR-geeninmuokkaustekniikkaa mutaatioiden luomiseen, jotka johtavat HSP:hen rotan alkioissa. Tämä antoi heille mahdollisuuden tutkia taudin etenemistä varhaisesta kehityksestä lähtien ja seurata oireiden etenemistä syntymän jälkeen.

Sen lisäksi, että rottien hermopolut ovat lähempänä ihmisten hermopolkuja, tutkijat havaitsivat myös, että rottien oireet kehittyivät samalla tavalla kuin HSP-lapsilla. Se tapahtui myös niin nopeasti, että tutkijoiden pitäisi pystyä helposti testaamaan mahdollisten terapeuttisten aineiden toteutettavuutta.

"Harjoitus on ollut näiden potilaiden ainoa hoitomuoto, ja se on todella epätyydyttävää", Audhya sanoo. "Mielestäni olemme tehneet suuren harppauksen eteenpäin, kun meillä on vain yksi malli, joka voi testata erilaisia ​​hypoteeseja. Se on mielestäni suuri."

Biomolekyylikemian monimutkaiset yksityiskohdat saattavat näyttää joillekin arkipäiväisiltä, ​​mutta tämän kaltainen perustutkimus kiehtoo Audhyaa. Vasta kun hän sai Spastic Paraplegia Foundation -säätiöltä apurahan, joka antoi hänelle mahdollisuuden olla vuorovaikutuksessa HSP-potilaiden kanssa, hän ymmärsi täysin työnsä mahdollisen vaikutuksen.

"Nämä ovat alipalvelustettuja väestöryhmiä. Lääkeyhtiö ei todennäköisesti käytä suuria resursseja niin pieneen sairastuneen väestön hoitoon. Sen sijaan ne keskittyvät sairauksiin, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin tautiin", hän sanoo. "Joten minusta tuntui, että tämä on sairaus, joka yleensä jätetään huomiotta, johon on panostettu liian vähän, ja tässä on alue, jolla voimme vaikuttaa."

Audhya sanoi toivovansa, että tämä uusi malli innostaa useampia tutkijoita tutkimaan HSP:tä parantaakseen ymmärrystä taudin kehittymisestä ja parantaakseen viime kädessä pääsyä hoitoon, joka auttaa sen kanssa eläviä lapsia.

Lähde:

Wisconsin-Madisonin yliopisto

.