Грант Национального института здоровья профессорам МГУ за исследования нейродегенеративных заболеваний

Исследовательское сотрудничество между тремя преподавателями Университета штата Монтана недавно получило грант на финансирование их исследования связи между редким генетическим неврологическим заболеванием и метаболизмом. микробиом кишечника человека и дегенерация нервной системы. Работа может способствовать пониманию того, что вызывает более распространенные нейродегенеративные заболевания, и в конечном итоге проложить путь для лечения их терапевтическими методами.

Национальные институты здравоохранения присудили 2,9 миллиона долларов профессорам МГУ Фрэнсис Лефкорт, Сет Уок и Валери Копье за ​​их исследования семейной дизавтономии, болезнь, которая поражает нервную систему и разрушает ее. Пятилетний грант будет использоваться для финансирования их исследований и обучения студентов. включая нескольких студентов и двух аспирантов, которые в настоящее время участвуют в исследованиях проекта.

Лаборатория Лефкорта исследовала семейную дизавтономию, болезнь, которая присутствует в ее семье, в течение восьми лет. Она объяснила, что болезнь начинается в утробе матери, где части нервной системы не развиваются должным образом. С годами по мере отмирания нервных клеток он становится все хуже и хуже.

Хотя редко, выявлена ​​генетическая мутация, вызывающая семейную дизавтономию, что делает его полезной моделью для исследования других нейродегенеративных заболеваний, такие как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, сказал Лефкорт, он является заслуженным профессором кафедры клеточной биологии и нейробиологии МГУ.

Она сказала, что одна из распространенных проблем среди людей с семейной дизавтономией заключается в том, что они очень худые и плохо набирают вес. что может указывать на проблемы с обменом веществ. Другой заключается в том, что желудочно-кишечный тракт не функционирует нормально, что приводит к диарее, запор, пищеводный рефлюкс или другие проблемы с желудочно-кишечным трактом.

Лефкорт искала экспертов в обеих этих областях исследований из числа своих коллег из МГУ:Уолк специализируется на микробиомах кишечника, и Копье изучает метаболизм. Она узнала, что нервная система тесно связана с микробиомом кишечника человека и зависит от метаболизма.

"В вашем кишечнике более 100 миллионов нейронов, и хорошо известно, что существует обширная связь между мозгом и кишечником через ось кишечник-мозг, "- сказал Лефкорт.

Осознавая вероятную связь между их исследованиями, междисциплинарное трио сотрудничало с целью дальнейшего изучения роли микробиома кишечника, нервная система и обмен веществ (также называемый «метаболом») при семейной дизавтономии. Используя специально выведенный Walk, стерильные лабораторные мыши в качестве моделей, ученые надеются выборочно манипулировать «каждой стороной треугольника, чтобы определить, как эти системы влияют друг на друга и способствуют нейродегенеративным заболеваниям», "- сказал Лефкорт.

"Ничего подобного при этой болезни еще не делалось, и это только начинается при серьезных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, - сказал Лефкорт. - Мы чувствуем, что работа в рамках этого гранта не только проинформирует наше понимание семейной дизавтономии, но также представляют собой отличную модель для понимания того, как микробиом кишечника, метаболом и нервная система взаимодействуют при этих основных нейрогенеративных заболеваниях ».

Трио уже собрало многообещающие предварительные данные в рамках сотрудничества с Центром дизавтономии Нью-Йоркского университета. который принимает всех североамериканских пациентов с семейной дизавтономией.

"Они прислали нам образцы стула и крови своих пациентов и их родственников, и мы уже показали, что микробиом этих пациентов значительно отличается от микробиома их родственников, - сказал Лефкорт. - У нас есть хорошие данные, позволяющие предположить, что здесь что-то есть, и теперь используя наши модели мышей, мы действительно можем выявить причинно-следственную связь - есть ли метаболическая проблема, которая влияет на микробиом, и / или это микробиом, который изменяет метаболизм и способствует нейродегенерации? "

Lefcort проанализирует нервную систему в желудочно-кишечном тракте лабораторных мышей, поиск ответов на вопросы, например, помогает ли изменение метаболизма или микробиома предотвратить нейродегенерацию.

Прогулка будет направлять аспекты проекта, ориентированные на микробиом, который будет включать подробное исследование бактерий, живущих в кишечнике пациентов с нейродегенеративными заболеваниями. Он также будет руководить исследованиями микробиома и того, производят ли бактерии в кишечнике соединения, которые вызывают рост или гибель нейронов. Он сделает это, используя передовое секвенирование ДНК в сочетании с мышами, свободными от микробов и гнотобиотическими мышами.

«Мыши без микробов полностью стерильны, и внутри них или на них нет никаких микроорганизмов. Эти животные помогают нам понять, каких аспектов нашего« здоровья »не хватает, когда микробы отсутствуют рядом, "сказал Прогулка, доцент кафедры микробиологии и иммунологии МГУ в Сельскохозяйственном колледже и Колледже литературы и науки. "Мыши-гнотобиоты имеют определенный микробиом, посредством чего мы можем обнаружить особые преимущества конкретного микробного сообщества ».

Копье, профессор кафедры химии и биохимии МГУ, директор Центра ядерного магнитного резонанса, будет руководить усилиями по выявлению метаболических процессов, нарушенных семейной дизавтономией, и того, как эти нарушения производства энергии влияют на ось кишечник-мозг и способствуют нейродегенерации.

«Наша лаборатория будет отвечать за глобальное профилирование и характеристику низкомолекулярных метаболитов, присутствующих в образцах кала и сыворотки пациентов с семейной дизавтономией и на моделях животных, «Эти исследования будут объединять методы ядерной магнитной спектроскопии и масс-спектрометрии, чтобы идентифицировать метаболические изменения, которые имеют место при семейной дизавтономии», - сказал Копье. Наша цель - изучить, можем ли мы исправить метаболический дефицит, наблюдаемый при семейной дизавтономии, с помощью вмешательства микробиома, и может ли восстановление здоровых метаболомов помочь или замедлить нейродегенерацию или помочь восстановить здоровье нейронов ».

Данные о метаболизме с высоким разрешением, полученные Центром ЯМР, внесут свой вклад в область биомедицинских исследований и «помогут нам лучше понять, как метаболом, микробиом и нейронные цепи взаимодействуют друг с другом и при нарушении могут привести к необратимой нейродегенерации, "Сказал Копье.

"Понятно, что триггеры болезни Паркинсона разные, Болезнь Альцгеймера и БАС, но все они сходятся на общих нисходящих путях, - сказал Лефкорт. - Мы показали, что семейная дизавтономия сходится по одним и тем же путям. Теперь, мы пытаемся выяснить, можем ли мы вмешаться в эти общие моменты.

"Все, что мы здесь обнаружим, будет применимо к основным нейродегенеративным расстройствам, " она сказала.

• DFG создает 10 новых центров совместных исследований для поддержки исследований на высшем уровне в Германии.
• Исследование дает новое понимание ротавирусных инфекций у новорожденных.