Nový výskumný model umožňuje vedcom testovať terapeutiká na zriedkavé neurodegeneratívne ochorenia

Nový výskumný model umožňuje vedcom testovať terapeutiká na zriedkavé neurodegeneratívne ochorenia

Vďaka novému výskumnému modelu vyvinutému vedcami z University of Wisconsin-Madison budú môcť vedci prvýkrát otestovať terapeutiká pre skupinu zriedkavých neurodegeneratívnych ochorení, ktoré postihujú dojčatá a malé deti.

Hereditárne spastické paraplégie (HSP) sú skupinou neurodegeneratívnych ochorení spôsobených genetickými mutáciami. Spôsobujú, že u desaťtisícov detí sa rozvinie zvýšený svalový tonus na dolných končatinách, čo vedie k slabosti nôh a v konečnom dôsledku ovplyvňuje ich schopnosť plaziť sa alebo chodiť.

Deti s týmito mutáciami vykazujú známky ochorenia už vo veku šiestich mesiacov. Vo veku od dvoch do piatich rokov sú tieto deti pripútané na invalidné vozíky a bohužiaľ nikdy nebudú môcť chodiť.“

Anjon Audhya, profesor, Katedra biomolekulárnej chémie, UW-Madison

Audhya vysvetľuje, že mnohí vedci neskúmali spastickú paraplégiu, pretože neexistoval dobrý model na štúdium pôvodu choroby alebo testovanie terapeutík. Predchádzajúce modely myší nefungovali, pretože nervové dráhy, ktoré prenášajú informácie súvisiace s pohybom v celom tele, sa zdajú byť príliš odlišné od tých u ľudí a výskumníci ešte neuskutočnili klinické štúdie na ľuďoch.

Audhya spolupracovala s interdisciplinárnym tímom výskumníkov UW-Madison na štúdiu špecifickej mutácie, ktorá spôsobuje HSP u malých detí. To, čo sa naučili, potom použili na vytvorenie lepšieho modelu -; u potkanov.

Mutácia, ktorú si výskumníci vybrali, ovplyvňuje proteín nazývaný Trk-fúzovaný gén alebo TFG. Zdravé TFG proteíny pracujú v nervových bunkách alebo neurónoch na transport iných proteínov z jednej časti bunky do druhej. Úlohou neurónu je prenášať správy vo forme elektrických signálov medzi mozgom a zvyškom tela.

Proteíny, ktoré sa pri transporte spoliehajú na TFG, udržujú tieto nervové dráhy zdravé a pomáhajú kontrolovať, ktoré elektrické signály mozog vysiela do tela a ktoré signály inhibovať. Vyvážením správnych úrovní stimulácie môžu neuróny kontrolovať pohyby, ako je B. kontrakcia svalov nôh zapojených do chôdze.

U malých detí s mutáciou na géne TFG sa neurónové proteíny pohybujú efektívne cez ich nervové bunky. Podľa Audhya to môže viesť k nerovnováhe elektrickej stimulácie, čo umožňuje vysielať množstvo elektrických signálov do dolných končatín, čo má za následok zvýšený svalový tonus. V priebehu času vedie nadmerný svalový tonus k strate motorických schopností.

Elektronická kniha Genetika a genomika

Kompilácia top rozhovorov, článkov a noviniek za posledný rok.

Stiahnite si kópiu ešte dnes

"Viete si predstaviť, že ak si narovnáte nohu naozaj tvrdo a vynaložíte všetku svoju energiu na napínanie tohto svalu, je naozaj ťažké s ním pohnúť," hovorí Audhya, ktorý je tiež hlavným prodekanom základného výskumu, biotechnológie a postgraduálneho štúdia na UW School of Medicine and Public Health.

Pri hľadaní funkčného modelu sa výskumníci obrátili na potkany, aby pomohli týmto deťom. Tím použil technológiu úpravy génov CRISPR na vytvorenie mutácií, ktoré vedú k HSP v embryách potkanov. To im umožnilo študovať progresiu ochorenia od raného vývoja a sledovať progresiu symptómov po narodení.

Nielenže sú nervové dráhy potkanov bližšie k tým ľudským, ale vedci tiež zistili, že symptómy u potkanov sa vyvinuli podobne ako u detí s HSP. Stalo sa to tak rýchlo, že vedci by mali byť schopní jednoducho otestovať uskutočniteľnosť potenciálnych terapeutík.

"Cvičenie bolo jedinou dostupnou liečbou pre týchto pacientov, a to je naozaj neuspokojivé," hovorí Audhya. "Myslím si, že sme urobili veľký skok vpred tým, že máme len jeden model, ktorý dokáže testovať rôzne hypotézy. To je z môjho pohľadu veľké."

Zložité detaily biomolekulárnej chémie sa môžu niekomu zdať všedné, ale základný výskum ako tento fascinuje Audhyu. Až keď získal grant od Spastic Paraplegia Foundation, ktorý mu umožnil komunikovať s pacientmi s HSP, plne pochopil potenciálny vplyv, ktorý by jeho práca mohla mať.

"Toto sú populácie, ktoré sú nedostatočne obsluhované. Je nepravdepodobné, že by farmaceutická spoločnosť vynaložila veľké prostriedky na takú malú postihnutú populáciu. Namiesto toho sa zameria na choroby ako Alzheimerova a Parkinsonova choroba," hovorí. "Takže som mal pocit, že toto je choroba, ktorá je všeobecne prehliadaná, nedostatočne investovaná a tu je oblasť, v ktorej môžeme niečo zmeniť."

Audhya povedal, že dúfa, že tento nový model bude inšpirovať viac vedcov, aby študovali HSP s cieľom zlepšiť pochopenie toho, ako sa choroba vyvíja, a v konečnom dôsledku zlepšiť prístup k terapeutikám, ktoré pomáhajú deťom, ktoré s ňou žijú.

Zdroj:

University of Wisconsin-Madison

.