Novi istraživački model omogućuje znanstvenicima da testiraju lijekove za rijetke neurodegenerativne bolesti

Novi istraživački model omogućuje znanstvenicima da testiraju lijekove za rijetke neurodegenerativne bolesti

Zahvaljujući novom istraživačkom modelu koji su razvili znanstvenici sa Sveučilišta Wisconsin-Madison, znanstvenici će po prvi put moći testirati terapiju za skupinu rijetkih neurodegenerativnih bolesti koje pogađaju dojenčad i malu djecu.

Nasljedne spastične paraplegije (HSP) su skupina neurodegenerativnih bolesti uzrokovanih genetskim mutacijama. Uzrokuju da deseci tisuća djece razviju povećan tonus mišića u donjim ekstremitetima, što dovodi do slabosti u nogama i na kraju utječe na njihovu sposobnost puzanja ili hodanja.

Djeca s ovim mutacijama pokazuju znakove bolesti već u dobi od šest mjeseci. U dobi od dvije do pet godina ta su djeca vezana za invalidska kolica i nažalost nikada neće moći hodati.”

Anjon Audhya, profesor, Odjel za biomolekularnu kemiju, UW-Madison

Audhya objašnjava da mnogi znanstvenici nisu istraživali spastičnu paraplegiju jer nije bilo dobrog modela za proučavanje podrijetla bolesti ili testiranje terapije. Prethodni mišji modeli nisu djelovali jer se čini da su živčani putovi koji prenose informacije povezane s kretanjem kroz tijelo previše različiti od onih kod ljudi, a istraživači još nisu proveli klinička ispitivanja na ljudima.

Audhya je radio s interdisciplinarnim timom istraživača s UW-Madison na proučavanju specifične mutacije koja uzrokuje HSP kod male djece. Zatim su iskoristili ono što su naučili kako bi stvorili bolji model -; kod štakora.

Mutacija koju su istraživači odabrali utječe na protein nazvan Trk-fuzionirani gen ili TFG. Zdravi TFG proteini rade u živčanim stanicama ili neuronima za prijenos drugih proteina iz jednog dijela stanice u drugi. Posao neurona je prijenos poruka u obliku električnih signala između mozga i ostatka tijela.

Proteini koji se oslanjaju na TFG za transport održavaju zdrave živčane putove i pomažu u kontroli koje električne signale mozak šalje tijelu, a koje signale inhibira. Balansiranjem pravih razina stimulacije, neuroni mogu kontrolirati pokrete kao što su B. kontrakcija mišića nogu uključenih u hodanje.

U male djece s mutacijom na njihovom TFG genu, neuronski proteini ne kreću se učinkovito kroz njihove živčane stanice. Prema Audhyi, to može dovesti do neravnoteže električne stimulacije, dopuštajući obilje električnih signala da se pošalju u donje ekstremitete, što rezultira povećanim tonusom mišića. S vremenom prekomjerni mišićni tonus dovodi do gubitka motoričkih sposobnosti.

E-knjiga o genetici i genomici

Kompilacija najboljih intervjua, članaka i vijesti iz prošle godine.

Preuzmite kopiju danas

"Možete zamisliti da jako jako ispravite nogu i potrošite svu svoju energiju zatežući taj mišić, stvarno ga je teško pomaknuti", kaže Audhya, koji je također viši suradnik dekana za temeljna istraživanja, biotehnologiju i diplomske studije na Sveučilištu W School of Medicine and Public Health.

U potrazi za izvedivim modelom, istraživači su se obratili štakorima kako bi pomogli ovoj djeci. Tim je koristio tehnologiju za uređivanje gena CRISPR kako bi stvorio mutacije koje dovode do HSP-a u embrijima štakora. To im je omogućilo proučavanje napredovanja bolesti od ranog razvoja i praćenje napredovanja simptoma nakon rođenja.

Ne samo da su živčani putevi štakora bliži onima kod ljudi, već su istraživači također otkrili da su se simptomi kod štakora razvili slično onima kod djece s HSP-om. Također se dogodilo tako brzo da bi znanstvenici trebali biti u mogućnosti lako testirati izvedivost potencijalnih terapeutskih lijekova.

“Vježbanje je bilo jedini tretman dostupan za te pacijente, a to je stvarno nezadovoljavajuće”, kaže Audhya. "Mislim da smo napravili veliki korak naprijed imajući samo jedan model koji može testirati različite hipoteze. To je, po mom mišljenju, velik."

Zamršeni detalji biomolekularne kemije mogu se nekima činiti svakodnevnim, ali temeljna istraživanja poput ovog fasciniraju Audhyu. Tek kada je primio potporu od Zaklade za spastičnu paraplegiju koja mu je omogućila interakciju s pacijentima HSP-a, u potpunosti je shvatio potencijalni utjecaj koji bi njegov rad mogao imati.

"Ovo su populacije koje su nedovoljno opskrbljene. Farmaceutska tvrtka vjerojatno neće potrošiti velika sredstva na tako malu pogođenu populaciju. Umjesto toga, usredotočit će se na bolesti poput Alzheimerove i Parkinsonove", kaže on. "Osjećao sam da je ovo bolest koja se općenito zanemaruje, u koju se premalo ulaže, a evo područja u kojem možemo napraviti razliku."

Audhya je rekao kako se nada da će ovaj novi model nadahnuti više znanstvenika da proučavaju HSP kako bi poboljšali razumijevanje kako se bolest razvija i u konačnici poboljšali pristup terapiji koja pomaže djeci koja s njom žive.

Izvor:

Sveučilište Wisconsin-Madison

.