Noen tilfeller av Parkinsons er direkte forårsaket av genetiske mutasjoner, men disse tilfellene er sjeldne. Omtrent 80 prosent av tilfellene har ingen kjent årsak, og selv om det er noen gener som kan øke individets risiko for å utvikle sykdommen litt, de biologiske virkningene av disse genene er fortsatt uklare.
"Denne studien tilbyr en ny tilnærming til å forstå de fleste tilfeller av Parkinsons, "sa Bin Zhang, PhD, Professor i genetikk og genomisk vitenskap ved Icahn Institute for Data Science and Genomic Technology og direktør for Mount Sinai Center for Transformative Disease Modeling ved Icahn School of Medicine på Mount Sinai. "Strategien avslører ikke bare nye drivere, men det belyser også den funksjonelle konteksten til de kjente risikofaktorgenene for Parkinsons sykdom. "
Dr. Zhang og hans team utviklet opprinnelig MGNA -metoden for å forske på molekylære mekanismer for Alzheimers sykdom. Siden studien ble publisert for omtrent seks år siden, de har forbedret teknikken betydelig gjennom finansiering fra National Institutes of Health (NIH)/National Institute on Aging (NIA) Accelerating Medicines Partnership - Alzheimers Disease (https:/
Denne multiskala nettverksanalysetilnærmingen er en kraftig måte å dissekere de molekylære mekanismene til komplekse sykdommer som Alzheimers. Det er spennende å se at AMP-AD kan gi ny mekanistisk innsikt i Parkinsons sykdom som kan føre til nye terapeutiske muligheter. "
Suzana Petanceska, PhD, programdirektør for AMP-AD Target Discovery-programmet ved NIA, som var med på å finansiere studien
Dessverre, Det er ingen datasett for genuttrykk basert på et tilstrekkelig stort antall informative hjerneprøver fra Parkinsons pasienter for at det kraftige MGNA skal være effektivt. I stedet, forskerne kombinerte data fra åtte forskjellige studier som inkluderte postmortem analyser av substantia nigra-den delen av hjernen som er mest påvirket av Parkinsons sykdom. Dette ga teamet et større datasett fra totalt 83 pasienter, som de deretter sammenlignet med 70 kontroller som ikke hadde Parkinson.
Bruk av MGNA på det kombinerte datasettet, forskerne identifiserte en rekke sentrale regulatorer for gennettverkene som aldri før hadde vært assosiert med sykdommen.
Neste, de slo seg sammen med Zhenyu Yue, PhD, Professor i nevrologi og nevrovitenskap ved Icahn School of Medicine og direktør for grunnleggende og translasjonell forskning i bevegelsesforstyrrelser, hvis arbeid støttes av NIH Udall Centres of Excellence for Parkinsons Disease Research, å eksperimentelt validere funnene hos mus. De valgte å teste effekten av STMN2, et gen som analysen identifiserte som en nøkkelregulator for Parkinsons molekylære nettverk. Genet uttrykkes normalt i nevroner som produserer dopamin, en nevrotransmitter som er utarmet i substantia nigra hos Parkinsons pasienter.
For å teste dens innflytelse på Parkinsons sykdom, Dr. Yue og teamet hans slo ned STMN2 -genet i substantia nigra av musene. RNA -sekvensering viste at reduksjon av STMN2 førte til oppregulering av ni gener som tidligere hadde vært assosiert med sykdommen. Musene utviklet Parkinsons-lignende patologier som degenerasjon av dopaminerge nevroner i substantia nigra og en økning i konsentrasjonen av det giftige, modifisert α-synuclein-protein, som begge regnes som kjennetegn på sykdommen. I tillegg musene slet med motoriske oppgaver som å opprettholde balansen på en stang, indikerer forstyrrelse av motorfunksjonskontrollen.
Til tross for at teamet var i stand til å lage en stor nok utvalgsstørrelse til å bruke den multiskala nettverksanalysen, forskerne understreket at 83 pasienter fortsatt er et relativt lite antall, og resultatene bør valideres i større studier. Fortsatt, "Arbeidet åpner for en ny måte å studere sykdommen på, "sa Dr. Yue." De nye genene vi identifiserte antyder at nye veier bør betraktes som potensielle mål for utvikling av legemidler, spesielt for idiopatiske Parkinsons tilfeller. "