Vedci objavujú nové molekulárne hybné sily Parkinsonovej choroby

Vedci z Icahnovej lekárskej fakulty na Mount Sinai odhalili nové molekulárne faktory Parkinsonovej choroby pomocou sofistikovanej štatistickej techniky nazývanej viacúrovňová analýza sieťových génov (MGNA). Tím bol tiež schopný určiť, ako tieto molekulárne faktory ovplyvňujú funkcie génov zapojených do choroby. Výsledky, čo môže poukazovať na potenciálne nové liečebné postupy, boli uverejnené dnes v Prírodné komunikácie .

Niektoré prípady Parkinsonovej choroby sú priamo spôsobené genetickými mutáciami, ale tieto prípady sú zriedkavé. Približne 80 percent prípadov nemá známu príčinu, a hoci existujú niektoré gény, ktoré môžu mierne zvýšiť riziko vzniku ochorenia u jednotlivca, biologické vplyvy týchto génov zostávajú nejasné.

„Táto štúdia ponúka nový prístup k pochopeniu väčšiny prípadov Parkinsonovej choroby, "povedal Bin Zhang, PhD., Profesor genetiky a genomických vied na Icahnovom inštitúte pre dátovú vedu a genomickú technológiu a riaditeľ Centra pre modelovanie transformačných chorôb na Mount Sinai na Icahnovej lekárskej fakulte na Mount Sinai. „Stratégia nielen odhaľuje nových vodičov, ale tiež objasňuje funkčný kontext známych génov rizikového faktora Parkinsonovej choroby. “

Doktor Zhang a jeho tím pôvodne vyvinuli metódu MGNA na výskum molekulárnych mechanizmov Alzheimerovej choroby. Keďže táto štúdia bola publikovaná asi pred šiestimi rokmi, výrazne zlepšili techniku ​​financovaním z Národných inštitútov zdravia (NIH)/Národného inštitútu pre starnutie (NIA) Urýchlenie partnerstva v oblasti liekov - Alzheimerova choroba (https:/ / www. nia. NIH. vláda/ výskum/ amp-ad) (AMP-AD) a aplikovali ho na rôzne komplexné choroby od Alzheimerovej choroby po rakovinu. Stratégia zohľadňuje genetické, epigenetický, transkriptomické, patologický, a klinické údaje z veľkého súboru vzoriek tkaniva a identifikuje väzby medzi nimi.

Tento prístup k viacúrovňovej sieťovej analýze je účinný spôsob, ako rozobrať molekulárne mechanizmy komplexných chorôb, ako je Alzheimerova choroba. Je vzrušujúce vidieť, že AMP-AD môže poskytnúť nové mechanické poznatky o Parkinsonovej chorobe, ktoré by mohli viesť k novým terapeutickým príležitostiam. "

Suzana Petanceska, PhD., programový riaditeľ programu AMP-AD Target Discovery v NIA, ktorá spolufinancovala štúdiu

Bohužiaľ, neexistujú žiadne súbory údajov o génovej expresii založené na dostatočne veľkom počte informatívnych vzoriek mozgu od pacientov s Parkinsonovou chorobou, aby bola účinná MGNA účinná. Namiesto toho, vedci spojili údaje z ôsmich rôznych štúdií, ktoré zahŕňali posmrtné analýzy substantia nigra-časti mozgu, ktorá je najviac postihnutá Parkinsonovou chorobou. Tímu sa tým poskytol väčší súbor údajov od celkovo 83 pacientov, ktoré potom porovnali so 70 kontrolnými osobami, ktoré nemali Parkinsonovu chorobu.

Použitie MGNA na kombinovaný súbor údajov, vedci identifikovali niekoľko kľúčových regulátorov génových sietí, ktoré nikdy predtým neboli spojené s touto chorobou.

Ďalšie, spojili sa s Zhenyu Yue, PhD., Profesor neurológie a neurovedy na Icahnovej lekárskej fakulte a riaditeľ základného a translačného výskumu pohybových porúch, ktorého práca je podporovaná Centrami excelentnosti NIH Udall pre výskum Parkinsonovej choroby, experimentálne overiť nálezy na myšiach. Rozhodli sa otestovať účinky STMN2, gén, ktorý analýza identifikovala ako kľúčový regulátor Parkinsonovej molekulárnej siete. Tento gén je normálne exprimovaný v neurónoch, ktoré produkujú dopamín, neurotransmiter, ktorý je vyčerpaný v substantia nigra pacientov s Parkinsonovou chorobou.

Aby sa otestoval jej vplyv na Parkinsonovu chorobu, Doktor Yue a jeho tím zrazili gén STMN2 v substantia nigra myší. Sekvenovanie RNA ukázalo, že redukcia STMN2 viedla k zvýšenej regulácii deviatich génov, ktoré boli predtým spojené s ochorením. U myší sa vyvinuli patológie podobné Parkinsonovej chorobe, ako je degenerácia dopaminergných neurónov v substantia nigra a zvýšenie koncentrácie toxických, modifikovaný a-synukleínový proteín, obidva sú považované za charakteristické znaky choroby. Navyše, myši bojovali s motorickými úlohami, ako je udržiavanie rovnováhy na tyči, svedčiace o narušení ich ovládania motorických funkcií.

Napriek tomu, že tím bol schopný vytvoriť dostatočne veľkú veľkosť vzorky na aplikáciu viacúrovňovej sieťovej analýzy, vedci zdôraznili, že 83 pacientov je stále relatívne malý počet a výsledky by mali byť validované vo väčších štúdiách. Napriek tomu „Práca otvára novú cestu pre štúdium tejto choroby, „Nové gény, ktoré sme identifikovali, naznačujú, že nové cesty by sa mali považovať za potenciálne ciele vývoja liekov,“ povedal Dr. Yue. obzvlášť pre idiopatické Parkinsonove prípady “.

• Vedci sa pri nových zdravotných problémoch obracajú na staršie liečebné metódy
• Hladiny amoniaku nevedú k klinickému manažmentu hepatálnej encefalopatie u cirhotických pacientov