Donacije Nacionalnog instituta za zdravlje dodjeljuju profesorima MSU -a za istraživanje neurodegenerativnih bolesti

Istraživačka suradnja između tri člana fakulteta Sveučilišta Montana State nedavno je dobila potporu za financiranje njihovog istraživanja o povezanosti rijetke genetske neurološke bolesti i metabolizma, mikrobiom crijeva čovjeka i degeneracija živčanog sustava. Rad bi mogao unaprijediti razumijevanje onoga što uzrokuje češće neurodegenerativne bolesti i na kraju otvoriti put terapiji da ih liječi.

Nacionalni instituti za zdravlje dodijelili su 2,9 milijuna dolara profesorima MSU -a Frances Lefcort, Seth Walk i Valerie Copié za njihovo istraživanje obiteljske disautonomije, bolest koja napada i razara živčani sustav. Petogodišnja potpora financirat će njihovo istraživanje i obrazovanje studenata, uključujući nekoliko preddiplomskih i dva diplomska studenta koji trenutno doprinose istraživanju projekta.

Lefkortov laboratorij istraživao je obiteljsku disautonomiju, bolest koja se prenosi u njezinoj obitelji, osam godina. Objasnila je da bolest počinje u maternici, gdje se dijelovi živčanog sustava ne razvijaju pravilno. Progresivno raste s godinama kako živčane stanice odumiru.

Iako rijetko, identificirana je genetska mutacija koja uzrokuje obiteljsku disautonomiju, što ga čini korisnim modelom za istraživanje drugih neurodegenerativnih bolesti, poput Alzheimerove i Parkinsonove bolesti, rekao je Lefcort, koji je ugledni profesor književnosti i znanosti na Odsjeku za staničnu biologiju i neuroznanost MSU -a.

Rekla je da je jedan uobičajen problem među osobama s obiteljskom disautonomijom to što su vrlo mršavi i imaju problema s dobivanjem na težini, što bi ukazivalo na metabolički problem. Drugi je da gastrointestinalni trakt ne funkcionira normalno, što dovodi do proljeva, zatvor, refluksa jednjaka ili drugih gastrointestinalnih problema.

Lefcort je među svojim kolegama iz MSU -a tražila stručnjake za oba područja istraživanja:Walkova je stručnost u mikrobiomima crijeva, a Copié proučava metabolizam. Naučila je da je živčani sustav blisko povezan s mikrobiomom crijeva čovjeka i na njega utječe metabolizam.

"Samo u vašim crijevima ima više od 100 milijuna neurona, i dobro je poznato da postoji opsežna komunikacija između mozga i crijeva preko osi crijeva i mozga, "Rekao je Lefcort.

Shvativši vjerojatnu vezu između svojih istraživanja, interdisciplinarni trio surađivao je na daljnjem proučavanju uloge crijevnog mikrobioma, živčani sustav i metabolizam (koji se naziva i "metabolom") u Obiteljskoj disautonomiji. Koristeći Walk posebno uzgojene, laboratorijski miševi bez klica kao modeli, znanstvenici se nadaju da će selektivno manipulirati "svakom nogom trokuta kako bi utvrdili kako ti sustavi utječu jedni na druge i doprinose neurodegenerativnoj bolesti, "Rekao je Lefcort.

"Ništa se slično nije dogodilo u ovoj bolesti, a tek se počinje raditi kod velikih bolesti poput Alzheimerove i Parkinsonove bolesti, "Rekao je Lefcort." Smatramo da rad iz ove potpore neće samo informirati naše razumijevanje obiteljske disautonomije, ali i pružiti izvrstan model za razumijevanje mikrobioma crijeva, metabolom i živčani sustav međusobno djeluju u tim glavnim neurogenerativnim bolestima. "

Trio je već prikupio obećavajuće preliminarne podatke u suradnji s Dysautonomia centrom Sveučilišta New York, koji vidi sve sjevernoameričke pacijente s obiteljskom disautonomijom.

"Poslali su nam uzorke stolice i krvi svojih pacijenata i rodbine svojih pacijenata, i već smo pokazali da se mikrobiom tih pacijenata značajno razlikuje od mikrobioma njihovih rođaka, "Rekao je Lefcort." Imamo dobre podatke koji upućuju na to da ovdje imamo nešto, a sada koristeći naše modele miševa, doista možemo razdvojiti uzročnost - postoji li metabolički problem koji utječe na mikrobiom, i/ili je to mikrobiom koji mijenja metabolizam i doprinosi neurodegeneraciji? "

Lefcort će analizirati živčani sustav u gastrointestinalnom traktu laboratorijskih miševa, tražeći odgovore na pitanja poput toga pomaže li izmjena metabolizma ili mikrobioma u sprječavanju neurodegeneracije.

Walk će usmjeriti aspekte projekta usmjerene na mikrobiome, koji će uključivati ​​detaljno istraživanje bakterija koje žive u crijevima pacijenata koji imaju neurodegenerativnu bolest. On će također voditi istraživanja usmjerena na mikrobiome i na to da li bakterije u crijevima proizvode spojeve koji potiču rast ili umiranje neurona. On će to učiniti korištenjem najnovijeg DNK sekvenciranja u kombinaciji s miševima bez klica i gnotobioticima.

"Miševi bez klica potpuno su sterilni i nemaju mikroorganizme koji žive u sebi ili na sebi. Ove nam životinje pomažu da shvatimo koji aspekti našeg" zdravlja "nedostaju kada mikroba nema u blizini, "rekao je Walk, izvanredni profesor na Odsjeku za mikrobiologiju i imunologiju MSU -a na Poljoprivrednom fakultetu i Visokoj školi za književnost i znanost. "Gnotobiotički miševi imaju definirani mikrobiom, čime možemo otkriti posebne prednosti određene mikrobiološke zajednice. "

Kopiraj, profesor na Odsjeku za kemiju i biokemiju MSU -a i ravnatelj Centra za nuklearnu magnetsku rezonanciju, vodit će napore u identificiranju metaboličkih procesa koji su narušeni obiteljskom disautonomijom i kako ta oštećenja u proizvodnji energije utječu na os crijeva i mozga te doprinose neurodegeneraciji.

"Naš će laboratorij biti odgovoran za globalno profiliranje i karakterizaciju metabolita malih molekula prisutnih u uzorcima stolice i seruma pacijenata s obiteljskom disautonomijom i životinjskim modelima, "Copié je rekao." Ove će studije integrirati nuklearnu magnetsku spektroskopiju i tehnike spektrometrije mase kako bi identificirale metaboličke promjene koje se događaju u Obiteljskoj disautonomiji. Naš je cilj istražiti možemo li ukloniti metaboličke deficite uočene u Obiteljskoj disautonomiji intervencijom mikrobioma i može li obnova zdravih metaboloma pomoći ili usporiti neurodegeneraciju ili pomoći u obnavljanju zdravlja neurona. "

Metabolički podaci visoke razlučivosti koje generira NMR centar pridonijet će području biomedicinskih istraživanja i "pomoći će nam da bolje razumijemo kako metabolom, mikrobiomi i neuronska kola međusobno djeluju i mogu dovesti do nepovratne neurodegeneracije kada su oštećeni, "Rekao je Copié.

"Jasno je da su okidači različiti za Parkinsonovu bolest, Alzheimerova i ALS, ali svi se približavaju zajedničkim nizvodnim putovima, "Lefcort je rekao." Pokazali smo da se obiteljska disautonomija konvergira na istim putovima. Sada, pokušavamo otkriti možemo li intervenirati na ovim zajedničkim točkama.

"Sve što ovdje otkrijemo bit će primjenjivo na velike neurodegenerativne poremećaje, " rekla je.

• DFG osniva 10 novih suradničkih istraživačkih centara za podršku vrhunskim istraživanjima u Njemačkoj
• Studija pruža novo razumijevanje rotavirusnih infekcija u novorođenčadi