Noul model de cercetare le permite oamenilor de știință să testeze terapii pentru boli neurodegenerative rare

Noul model de cercetare le permite oamenilor de știință să testeze terapii pentru boli neurodegenerative rare

Datorită unui nou model de cercetare dezvoltat de oamenii de știință de la Universitatea din Wisconsin-Madison, oamenii de știință vor putea testa terapia pentru un grup de boli neurodegenerative rare care afectează sugarii și copiii mici pentru prima dată.

Paraplegiile spastice ereditare (HSP) sunt un grup de boli neurodegenerative cauzate de mutații genetice. Acestea fac ca zeci de mii de copii să dezvolte un tonus muscular crescut la extremitățile inferioare, ceea ce duce la slăbiciune la nivelul picioarelor și, în cele din urmă, le afectează capacitatea de a se târâ sau de a merge.

Copiii cu aceste mutații prezintă semne de boală încă de la vârsta de șase luni. Cu vârsta cuprinsă între doi și cinci ani, acești copii sunt limitați în scaune cu rotile și, din păcate, nu vor putea merge niciodată.”

Anjon Audhya, profesor, Departamentul de Chimie Biomoleculară, UW-Madison

Audhya explică că mulți oameni de știință nu au cercetat paraplegia spastică, deoarece nu a existat un model bun pentru a studia originile bolii sau pentru a testa terapia. Modelele anterioare de șoarece nu au funcționat, deoarece căile neuronale care transportă informații legate de mișcare în tot corpul par a fi prea diferite de cele de la oameni, iar cercetătorii nu au efectuat încă studii clinice pe oameni.

Audhya a lucrat cu o echipă interdisciplinară de cercetători UW-Madison pentru a studia o mutație specifică care provoacă HSP la copiii mici. Apoi au folosit ceea ce au învățat pentru a crea un model mai bun -; la sobolani.

Mutația pe care au ales-o cercetătorii afectează o proteină numită gena Trk-fuzionată sau TFG. Proteinele TFG sănătoase lucrează în celulele nervoase sau neuroni pentru a transporta alte proteine ​​dintr-o parte a celulei în alta. Sarcina unui neuron este de a transmite mesaje sub formă de semnale electrice între creier și restul corpului.

Proteinele care se bazează pe TFG pentru transport mențin aceste căi neuronale sănătoase și ajută la controlul semnalelor electrice pe care creierul le trimite organismului și care semnale trebuie să inhibe. Prin echilibrarea nivelurilor corecte de stimulare, neuronii pot controla mișcări precum B. contracția mușchilor picioarelor implicați în mers.

La copiii mici cu o mutație pe gena lor TFG, proteinele neuronale nu se mișcă eficient prin celulele lor nervoase. Potrivit Audhya, acest lucru poate duce la un dezechilibru al stimulării electrice, permițând ca o abundență de semnale electrice să fie trimise la extremitățile inferioare, ceea ce duce la creșterea tonusului muscular. În timp, tonusul muscular excesiv duce la pierderea abilităților motorii.

Carte electronică Genetică și Genomică

Compilare a celor mai bune interviuri, articole și știri din ultimul an.

Descărcați o copie astăzi

„Îți poți imagina dacă îți îndrepți piciorul foarte greu și îți petreci toată energia încordând acel mușchi, este foarte greu să-l miști”, spune Audhya, care este, de asemenea, decan asociat principal pentru cercetare de bază, biotehnologie și studii postuniversitare la Școala de Medicină și Sănătate Publică din UW.

Căutând un model viabil, cercetătorii au apelat la șobolani pentru a-i ajuta pe acești copii. Echipa a folosit tehnologia de editare a genelor CRISPR pentru a crea mutațiile care conduc la HSP în embrionii de șobolan. Acest lucru le-a permis să studieze progresia bolii de la dezvoltarea timpurie și să monitorizeze progresia simptomelor după naștere.

Nu numai că căile neuronale ale șobolanilor sunt mai apropiate de cele ale oamenilor, dar cercetătorii au descoperit, de asemenea, că simptomele la șobolani s-au dezvoltat similar cu cele la copiii cu HSP. De asemenea, s-a întâmplat atât de repede încât oamenii de știință ar trebui să poată testa cu ușurință fezabilitatea potențialelor terapii.

„Mișcarea a fost singurul tratament disponibil pentru acești pacienți și este cu adevărat nesatisfăcător”, spune Audhya. "Cred că am făcut un mare salt înainte doar având un singur model care poate testa diferite ipoteze. Din punctul meu de vedere, asta este mare."

Detaliile complicate ale chimiei biomoleculare pot părea banale pentru unii, dar cercetări fundamentale ca aceasta o fascinează pe Audhya. Abia când a primit o subvenție de la Fundația pentru paraplegie spastică, care i-a permis să interacționeze cu pacienții cu HSP, a înțeles pe deplin impactul potențial pe care l-ar putea avea munca sa.

„Acestea sunt populații care nu sunt deservite. Este puțin probabil ca o companie farmaceutică să cheltuiască resurse mari pentru o populație afectată atât de mică. În schimb, se vor concentra pe boli precum Alzheimer și Parkinson”, spune el. „Așa că am simțit că aceasta este o boală în care, în general, este trecută cu vederea, în care nu se investește prea mult și iată un domeniu în care putem face diferența.”

Audhya a spus că speră că acest nou model va inspira mai mulți oameni de știință să studieze HSP pentru a îmbunătăți înțelegerea modului în care se dezvoltă boala și, în cele din urmă, pentru a îmbunătăți accesul la medicamente care îi ajută pe copiii care trăiesc cu aceasta.

Sursă:

Universitatea din Wisconsin-Madison

.