National Institutes of Health -palkinnot myöntävät MSU -professoreille neurodegeneratiivisten sairauksien tutkimusta

Kolmen Montana State Universityn tiedekunnan jäsenen tutkimusyhteistyö sai äskettäin apurahan rahoittaakseen tutkimustaan ​​harvinaisen geneettisen neurologisen sairauden ja aineenvaihdunnan välisestä yhteydestä. ihmisen suolen mikrobiomiin ja hermoston rappeutumiseen. Työ voisi lisätä ymmärrystä siitä, mikä aiheuttaa yleisempiä neurodegeneratiivisia sairauksia, ja lopulta tasoittaa tietä lääkkeille niiden hoitamiseksi.

National Institutes of Health myönsi 2,9 miljoonaa dollaria MSU -professoreille Frances Lefcortille, Seth Walk ja Valerie Copié tutkimuksesta perheiden dysautonomiasta, sairaus, joka hyökkää ja tuhoaa hermostoa. Viiden vuoden apuraha rahoittaa heidän tutkimustaan ​​ja opiskelijakoulutustaan, mukaan lukien useat opiskelijat ja kaksi jatko -opiskelijaa, jotka osallistuvat parhaillaan tutkimukseen hankkeessa.

Lefcortin laboratorio on tutkinut Familial dysautonomiaa, sairaus, joka kulkee hänen perheessään, kahdeksan vuoden ajan. Hän selitti, että tauti alkaa kohdussa, jossa hermoston osat eivät kehity kunnolla. Se kasvaa asteittain huonommaksi vuosien kuluessa, kun hermosolut kuolevat.

Vaikka harvinainen, geneettinen mutaatio, joka aiheuttaa perheen dysautonomian, on tunnistettu, mikä tekee siitä hyödyllisen mallin muiden neurodegeneratiivisten sairauksien tutkimukseen, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin sanoi Lefcort, joka on kirjeiden ja tieteen arvostettu professori MSU:n solubiologian ja neurotieteen laitoksella.

Hän sanoi, että yksi yleinen ongelma Familial dysautonomia -potilaiden keskuudessa on, että he ovat hyvin laihoja ja heillä on vaikeuksia saada painoa. mikä viittaisi aineenvaihduntaongelmaan. Toinen on se, että ruoansulatuskanava ei toimi normaalisti, joka johtaa ripuliin, ummetus, ruokatorven refluksi tai muut ruoansulatuskanavan ongelmat.

Lefcort haki asiantuntijoita molemmilta tutkimusalueilta MSU -kollegoidensa joukosta:Walkin asiantuntemus on suoliston mikrobiomeissa, ja Copié tutkii aineenvaihduntaa. Hän oppi, että hermosto on läheisessä yhteydessä ihmisen suolen mikrobiomiin ja että aineenvaihdunta vaikuttaa siihen.

"Suolissasi on yli 100 miljoonaa neuronia. ja tiedetään, että aivojen ja suolen välillä on laaja viestintä suolen ja aivojen akselin kautta, "Lefcort sanoi.

Ymmärsivät todennäköisen yhteyden tutkimuksensa välillä, monitieteinen kolmikko teki yhteistyötä tutkiakseen suoliston mikrobiomin rooleja, hermostoa ja aineenvaihduntaa (kutsutaan myös "metaboloomiksi") perhedysautonomiassa. Käyttämällä Walkin erityisesti kasvatettua bakteerittomia laboratoriohiiriä malleina, tiedemiehet toivovat manipuloivansa valikoivasti "kolmion jokaista jalkaa määrittääkseen, miten nämä järjestelmät vaikuttavat toisiinsa ja edistävät neurodegeneratiivisia sairauksia, "Lefcort sanoi.

"Mitään tällaista ei ole koskaan tehty tässä taudissa, ja se on vasta alkamassa tehdä suuria sairauksia, kuten Alzheimerin ja Parkinsonin tautia, "Lefcort sanoi." Mielestämme tämän avustuksen työ ei ainoastaan ​​kerro ymmärrystämme perheiden dysautonomia mutta tarjoavat myös loistavan mallin suolen mikrobiomin ymmärtämiseksi, aineenvaihdunta ja hermosto ovat vuorovaikutuksessa näissä suurissa neurogeneratiivisissa sairauksissa. "

Kolmikko on jo kerännyt lupaavia alustavia tietoja yhteistyössä New Yorkin yliopiston Dysautonomia Centerin kanssa, joka näkee kaikki Pohjois -Amerikan potilaat, joilla on Familial dysautonomia.

"He ovat lähettäneet meille jakkara- ja verinäytteitä potilailtansa ja heidän sukulaisiltaan, ja olemme jo osoittaneet, että näiden potilaiden mikrobiomi on merkittävästi erilainen kuin heidän sukulaistensa, "Lefcort sanoi." Meillä on hyviä tietoja, jotka viittaavat siihen, että meillä on jotain täällä, ja nyt käyttämällä hiirimallejamme, voimme todella kiusata syy -yhteyden - onko aineenvaihduntaongelma, joka vaikuttaa mikrobiomiin, ja/tai onko se mikrobiomi, joka muuttaa aineenvaihduntaa ja edistää neurodegeneraatiota? "

Lefcort analysoi laboratoriohiirien ruoansulatuskanavan hermostoa, etsimällä vastauksia kysymyksiin, kuten auttaa aineenvaihdunnan tai mikrobiomin muuttaminen estämään neurodegeneraatiota.

Walk ohjaa hankkeen mikrobiomipohjaisia ​​näkökohtia, joka sisältää yksityiskohtaisen tutkimuksen neurodegeneratiivista sairautta sairastavien potilaiden suolistossa elävistä bakteereista. Hän johtaa myös tutkimusta, joka keskittyy mikrobiomiin ja tuottavatko suoliston bakteerit yhdisteitä, jotka laukaisevat neuroneja kasvamaan tai kuolemaan. Hän tekee tämän käyttämällä huippuluokan DNA-sekvensointia yhdistettynä bakteerittomiin ja gnotobioottisiin hiiriin.

"Sikiöttömät hiiret ovat täysin steriilejä, eikä niiden sisällä tai niiden päällä ole mikro-organismeja. Nämä eläimet auttavat meitä ymmärtämään, mitkä" terveytemme "näkökohdat puuttuvat, kun mikrobeja ei ole lähellä, "sanoi Walk, apulaisprofessori MSU:n Mikrobiologian ja immunologian laitoksella Maatalouden korkeakoulussa ja Kirjallisuus- ja tiedeakatemiassa. "Gnotobioottisilla hiirillä on määritelty mikrobiomi, jonka avulla voimme löytää tietyn mikrobiyhteisön erityiset hyödyt. "

Kopio, professori MSU:n kemian ja biokemian laitoksella ja ydinmagneettisen resonanssikeskuksen johtaja, johtaa pyrkimykseen tunnistaa aineenvaihduntaprosessit, joita Familial dysautonomia heikentää, ja miten nämä energiantuotannon häiriöt vaikuttavat suolen ja aivojen akseliin ja edistävät neurodegeneraatiota.

"Laboratoriomme on vastuussa maailmanlaajuisen profiloinnin ja karakterisoinnin pienimolekyylisistä metaboliiteista, joita esiintyy Familial dysautonomia -potilaiden ulosteessa ja seeruminäytteissä ja eläinmalleissa, "Copié sanoi." Nämä tutkimukset yhdistävät ydinmagneettisen spektroskopian ja massaspektrometrian tekniikat tunnistamaan aineenvaihdunnan muutokset, jotka tapahtuvat Familial dysautonomiassa. Tavoitteenamme on selvittää, voimmeko korjata perinnöllisessä dysautonomiassa havaittuja aineenvaihduntavajeita mikrobiomien toimenpiteiden avulla ja voivatko terveiden metaboloomien palauttaminen auttaa tai joko hidastaa neurodegeneraatiota tai auttaa palauttamaan hermosolujen terveyden. "

NMR-keskuksen tuottamat korkean resoluution aineenvaihduntatiedot edistävät biolääketieteellistä tutkimusta ja "auttavat meitä ymmärtämään paremmin, miten aineenvaihdunta, mikrobiomi ja hermosolupiirit ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja voivat johtaa peruuttamattomaan neurodegeneraatioon, kun ne ovat heikentyneet, "Copié sanoi.

"On selvää, että Parkinsonin taudin aiheuttajat ovat erilaisia, Alzheimer ja ALS, mutta ne kaikki yhtyvät yhteisiin alavirtaan, "Lefcort sanoi." Olemme osoittaneet, että suvun dysautonomia yhtyy samoille reiteille. Nyt, Yritämme selvittää, voimmeko puuttua näihin yhteisiin kohtiin.

"Kaikki mitä löydämme täältä, soveltuu suuriin neurodegeneratiivisiin häiriöihin, " hän sanoi.

• DFG perustaa 10 uutta Collaborative Research Center -keskusta tukemaan huippututkimusta Saksassa
• Tutkimus antaa uuden käsityksen vastasyntyneiden rotavirusinfektioista