Nov raziskovalni model omogoča znanstvenikom, da testirajo terapevtike za redke nevrodegenerativne bolezni

Nov raziskovalni model omogoča znanstvenikom, da testirajo terapevtike za redke nevrodegenerativne bolezni

Zahvaljujoč novemu raziskovalnemu modelu, ki so ga razvili znanstveniki na Univerzi Wisconsin-Madison, bodo znanstveniki lahko prvič testirali terapevtiko za skupino redkih nevrodegenerativnih bolezni, ki prizadenejo dojenčke in majhne otroke.

Hereditarne spastične paraplegije (HSP) so skupina nevrodegenerativnih bolezni, ki jih povzročajo genetske mutacije. Zaradi njih na desettisoče otrok razvije povečan mišični tonus v spodnjih okončinah, kar povzroči šibkost v nogah in na koncu vpliva na njihovo sposobnost plazenja ali hoje.

Otroci s temi mutacijami kažejo znake bolezni že pri šestih mesecih starosti. Med drugim in petim letom starosti so ti otroci priklenjeni na invalidski voziček in žal nikoli ne bodo mogli shoditi.”

Anjon Audhya, profesor, Oddelek za biomolekularno kemijo, UW-Madison

Audhya pojasnjuje, da številni znanstveniki niso raziskovali spastične paraplegije, ker ni bilo dobrega modela za preučevanje izvora bolezni ali preizkušanje terapevtikov. Prejšnji mišji modeli niso delovali, ker se zdi, da so nevronske poti, ki prenašajo informacije, povezane z gibanjem, preveč drugačne od tistih pri ljudeh, raziskovalci pa še niso izvedli kliničnih preskušanj na ljudeh.

Audhya je sodeloval z interdisciplinarno skupino raziskovalcev UW-Madison, da bi preučili specifično mutacijo, ki povzroča HSP pri majhnih otrocih. Nato so uporabili tisto, kar so se naučili, da bi ustvarili boljši model -; pri podganah.

Mutacija, ki so jo raziskovalci izbrali, vpliva na beljakovino, imenovano Trk-fuzionirani gen ali TFG. Zdrave beljakovine TFG delujejo v živčnih celicah ali nevronih za transport drugih beljakovin iz enega dela celice v drugega. Naloga nevrona je prenos sporočil v obliki električnih signalov med možgani in preostalim delom telesa.

Beljakovine, ki se za transport zanašajo na TFG, ohranjajo te živčne poti zdrave in pomagajo nadzorovati, katere električne signale možgani pošiljajo telesu in katere signale zavirajo. Z uravnoteženjem pravih ravni stimulacije lahko nevroni nadzorujejo gibe, kot je B. krčenje mišic nog, ki sodelujejo pri hoji.

Pri majhnih otrocih z mutacijo na genu TFG se nevronski proteini ne premikajo učinkovito skozi njihove živčne celice. Po besedah ​​Audhye lahko to povzroči neravnovesje električne stimulacije, ki omogoča pošiljanje obilice električnih signalov spodnjim okončinam, kar povzroči povečan mišični tonus. Sčasoma prekomerni mišični tonus povzroči izgubo motoričnih sposobnosti.

E-knjiga o genetiki in genomiki

Zbirka najboljših intervjujev, člankov in novic zadnjega leta.

Prenesite kopijo še danes

"Lahko si predstavljate, če res močno zravnate nogo in porabite vso svojo energijo za napenjanje te mišice, jo je res težko premakniti," pravi Audhya, ki je tudi višji izredni dekan za temeljne raziskave, biotehnologijo in podiplomski študij na Medicinski fakulteti in javno zdravje UW.

V iskanju delujočega modela so se raziskovalci obrnili na podgane, da bi tem otrokom pomagali. Ekipa je uporabila tehnologijo za urejanje genov CRISPR, da bi ustvarila mutacije, ki vodijo do HSP v podganjih zarodkih. To jim je omogočilo preučevanje napredovanja bolezni od zgodnjega razvoja in spremljanje napredovanja simptomov po rojstvu.

Ne samo, da so živčne poti podgan bližje človeškim, ampak so raziskovalci ugotovili tudi, da so se simptomi pri podganah razvili podobno kot pri otrocih s HSP. Prav tako se je zgodilo tako hitro, da bi morali znanstveniki zlahka preizkusiti izvedljivost potencialnih terapevtikov.

"Telovadba je bila edino zdravljenje, ki je bilo na voljo za te bolnike, in to je res nezadovoljivo," pravi Audhya. "Mislim, da smo s samo enim modelom, ki lahko testira različne hipoteze, naredili velik korak naprej. To je po mojem mnenju veliko."

Zapletene podrobnosti biomolekularne kemije se nekaterim morda zdijo vsakdanje, toda temeljne raziskave, kot je ta, Audhya fascinirajo. Šele ko je prejel štipendijo Fundacije za spastično paraplegijo, ki mu je omogočila interakcijo s pacienti HSP, je popolnoma razumel potencialni vpliv, ki bi ga lahko imelo njegovo delo.

"To so populacije, ki so premalo poskrbljene. Farmacevtsko podjetje verjetno ne bo porabilo velikih sredstev za tako majhno prizadeto populacijo. Namesto tega se bodo osredotočile na bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen," pravi. "Zato sem se počutil, kot da je to bolezen, ki je na splošno spregledana, vanjo se premalo vlaga, in tukaj je področje, kjer lahko naredimo razliko."

Audhya je dejal, da upa, da bo ta novi model navdihnil več znanstvenikov za preučevanje HSP, da bi izboljšali razumevanje razvoja bolezni in na koncu izboljšali dostop do terapevtikov, ki pomagajo otrokom, ki živijo z njo.

Vir:

Univerza Wisconsin-Madison

.