Los Institutos Nacionales de Salud otorgan una subvención a profesores de MSU por su investigación sobre enfermedades neurodegenerativas

Una colaboración de investigación entre tres miembros de la facultad de la Universidad Estatal de Montana recibió recientemente una subvención para ayudar a financiar su estudio sobre la conexión entre una enfermedad neurológica genética rara y el metabolismo. el microbioma intestinal humano y la degeneración del sistema nervioso. El trabajo podría promover la comprensión de las causas de las enfermedades neurodegenerativas más comunes y, finalmente, allanar el camino para que la terapéutica las trate.

Los Institutos Nacionales de Salud otorgaron $ 2.9 millones a los profesores de MSU Frances Lefcort, Seth Walk y Valerie Copié por su investigación sobre la disautonomía familiar, una enfermedad que ataca y devasta el sistema nervioso. La subvención de cinco años financiará su investigación y la educación de los estudiantes, incluidos los varios estudiantes de pregrado y dos estudiantes de posgrado que actualmente están contribuyendo con la investigación al proyecto.

El laboratorio de Lefcort ha investigado la disautonomía familiar, una enfermedad que corre en su familia, Por ocho años. Explicó que la enfermedad comienza en el útero, donde partes del sistema nervioso no se desarrollan correctamente. Empeora progresivamente a lo largo de los años a medida que mueren las células nerviosas.

Aunque es raro, se ha identificado la mutación genética que causa la disautonomía familiar, lo que lo convierte en un modelo útil para la investigación de otras enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el Parkinson, dijo Lefcort, quien es el Profesor Distinguido de Letras y Ciencias en el Departamento de Biología Celular y Neurociencia de MSU.

Dijo que un problema común entre las personas con disautonomía familiar es que son muy delgadas y tienen problemas para aumentar de peso. lo que sugeriría un problema metabólico. Otro es que el tracto gastrointestinal no funciona normalmente, que conduce a la diarrea, estreñimiento, reflujo esofágico u otros problemas gastrointestinales.

Lefcort buscó expertos en ambas áreas de investigación entre sus colegas de MSU:la experiencia de Walk está en microbiomas intestinales, y Copié estudia el metabolismo. Aprendió que el sistema nervioso está estrechamente relacionado con el microbioma intestinal humano y se ve afectado por el metabolismo.

"Hay más de 100 millones de neuronas en tu intestino, y es bien sabido que existe una amplia comunicación entre el cerebro y el intestino a través del eje intestino-cerebro, "Dijo Lefcort.

Al darse cuenta de la probable conexión entre su investigación, el trío interdisciplinario colaboró ​​para estudiar más a fondo las funciones del microbioma intestinal, sistema nervioso y metabolismo (también llamado "metaboloma") en la disautonomía familiar. Usando Walk's especialmente criados, ratones de laboratorio libres de gérmenes como modelos, los científicos esperan manipular selectivamente "cada pata del triángulo para determinar cómo estos sistemas se afectan entre sí y contribuyen a la enfermedad neurodegenerativa, "Dijo Lefcort.

"Nunca se ha hecho nada como esto en esta enfermedad, y solo está comenzando a hacerse en enfermedades importantes como el Alzheimer y el Parkinson, ", Dijo Lefcort." Creemos que el trabajo de esta subvención no solo informará nuestra comprensión de la disautonomía familiar, pero también proporcionan un gran modelo para comprender cómo el microbioma intestinal, el metaboloma y el sistema nervioso interactúan en estas importantes enfermedades neurogenerativas ".

El trío ya ha recopilado datos preliminares prometedores a través de una colaboración con el Centro de Disautonomía de la Universidad de Nueva York. que atiende a todos los pacientes norteamericanos con disautonomía familiar.

"Nos han enviado muestras de heces y sangre de sus pacientes y de los familiares de sus pacientes, y ya hemos demostrado que el microbioma de esos pacientes es significativamente diferente al de sus familiares, ", Dijo Lefcort." Tenemos buenos datos que sugieren que tenemos algo aquí, y ahora usando nuestros modelos de mouse, Realmente podemos desentrañar la causalidad:¿hay algún problema metabólico que esté afectando al microbioma? y / o es el microbioma el que está alterando el metabolismo y contribuyendo a la neurodegeneración? "

Lefcort analizará el sistema nervioso en el tracto gastrointestinal de los ratones de laboratorio, buscando respuestas a preguntas como si la alteración del metabolismo o del microbioma ayuda a prevenir la neurodegeneración.

Walk dirigirá los aspectos del proyecto centrados en el microbioma, que incluirá una investigación detallada de las bacterias que viven en los intestinos de pacientes que padecen enfermedades neurodegenerativas. También dirigirá una investigación centrada en el microbioma y si las bacterias en el intestino producen compuestos que desencadenan el crecimiento o la muerte de las neuronas. Lo hará utilizando una secuenciación de ADN de vanguardia junto con ratones gnotobióticos y libres de gérmenes.

"Los ratones libres de gérmenes son completamente estériles y no tienen microorganismos viviendo dentro o sobre ellos. Estos animales nos ayudan a comprender qué aspectos de nuestra 'salud' faltan cuando los microbios no están presentes. "dijo Walk, profesor asociado en el Departamento de Microbiología e Inmunología de MSU en la Facultad de Agricultura y la Facultad de Letras y Ciencias. "Los ratones gnotobióticos tienen un microbioma definido, mediante el cual podemos descubrir los beneficios específicos de una comunidad microbiana en particular ".

Copié, profesor del Departamento de Química y Bioquímica de la MSU y director del Centro de Resonancia Magnética Nuclear, liderará el esfuerzo para identificar los procesos metabólicos que se ven afectados por la disautonomía familiar y cómo esos deterioros en la producción de energía afectan el eje intestino-cerebro y contribuyen a la neurodegeneración.

"Nuestro laboratorio será responsable de llevar a cabo la caracterización y el perfil global de metabolitos de moléculas pequeñas presentes en muestras de heces y suero de pacientes con disautonomía familiar y modelos animales". Copié dijo. “Estos estudios integrarán técnicas de espectroscopia magnética nuclear y espectrometría de masas para identificar los cambios metabólicos que tienen lugar en la disautonomía familiar. Nuestro objetivo es explorar si podemos corregir los déficits metabólicos observados en la disautonomía familiar a través de la intervención del microbioma y si restaurar metabolomas saludables puede ayudar o ralentizar la neurodegeneración o ayudar a restaurar la salud neuronal ".

Los datos metabólicos de alta resolución generados por el Centro de RMN contribuirán al campo de la investigación biomédica y "nos ayudarán a comprender mejor cómo el metaboloma, el microbioma y los circuitos neuronales interactúan juntos y pueden conducir a una neurodegeneración irreversible cuando se deterioran, "Dijo Copié.

"Está claro que los factores desencadenantes del Parkinson son diferentes, Alzheimer y ELA, pero todos convergen en vías comunes río abajo, "Lefcort dijo." Hemos demostrado que la disautonomía familiar converge en las mismas vías. Ahora, estamos tratando de averiguar si podemos intervenir en estos puntos comunes.

"Todo lo que descubramos aquí será aplicable a los principales trastornos neurodegenerativos, " ella dijo.

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