Národný inštitút zdravia udeľuje profesorom MsU grant za výskum neurodegeneratívnych chorôb

Výskumná spolupráca medzi tromi členmi fakulty Montana State University nedávno získala grant na pomoc pri financovaní ich štúdie o súvislosti medzi zriedkavým genetickým neurologickým ochorením a metabolizmom, črevný mikrobióm človeka a degenerácia nervového systému. Práca by mohla ďalej porozumieť tomu, čo spôsobuje bežnejšie neurodegeneratívne choroby, a prípadne pripraviť cestu terapeutom na ich liečbu.

Národný zdravotný ústav udelil profesorom MsU Frances Lefcort 2,9 milióna dolárov, Seth Walk a Valerie Copié za výskum rodinnej dysautonómie, choroba, ktorá napáda a devastuje nervový systém. Päťročný grant bude financovať ich výskum a vzdelávanie študentov, vrátane niekoľkých vysokoškolákov a dvoch postgraduálnych študentov, ktorí v súčasnosti prispievajú výskumom k projektu.

Lefcortovo laboratórium skúmalo familiárnu dysautonómiu, choroba, ktorá sa vyskytuje v jej rodine, osem rokov. Vysvetlila, že choroba začína in utero, kde sa časti nervového systému nevyvíjajú správne. Postupne sa zhoršuje, pretože nervové bunky odumierajú.

Aj keď sú zriedkavé, bola identifikovaná genetická mutácia, ktorá spôsobuje familiárnu dysautonómiu, čo z neho robí užitočný model pre výskum ďalších neurodegeneratívnych chorôb, Alzheimerova a Parkinsonova choroba, povedal Lefcort, ktorý je významným profesorom literatúry a vedy na Katedre bunkovej biológie a neurovedy MSU.

Povedala, že jedným z bežných problémov medzi ľuďmi s familiárnou dysautonómiou je, že sú veľmi chudí a majú problémy s priberaním na váhe, čo by naznačovalo metabolický problém. Ďalším je, že gastrointestinálny trakt nefunguje normálne, čo vedie k hnačke, zápcha, reflux pažeráka alebo iné gastrointestinálne problémy.

Lefcort vyhľadala odborníkov v oboch týchto oblastiach výskumu medzi svojimi kolegami z MSU:Walkova odbornosť je v črevných mikrobiómoch, a Copié študuje metabolizmus. Dozvedela sa, že nervový systém je v tesnom spojení s črevným mikrobiómom človeka a je ovplyvnený metabolizmom.

„Vo vašom čreve je viac ako 100 miliónov neurónov, a je dobre známe, že medzi mozgom a črevami prebieha rozsiahla komunikácia cez os čreva a mozgu, “Povedal Lefcort.

Uvedomujúc si pravdepodobné prepojenie medzi ich výskumom, interdisciplinárne trio spolupracovalo na ďalšom štúdiu úloh črevného mikrobiómu, nervový systém a metabolizmus (nazývaný aj „metabolome“) pri familiárnej dysautonómii. Pomocou špeciálne vyšľachteného Walka laboratórne myši bez baktérií ako modely, vedci dúfajú, že selektívne manipulujú „každou nohou trojuholníka, aby zistili, ako sa tieto systémy navzájom ovplyvňujú a prispievajú k neurodegeneratívnym chorobám, “Povedal Lefcort.

„Pri tejto chorobe sa nikdy nič také nerobilo, a začína sa to robiť iba pri závažných chorobách, ako sú Alzheimerova a Parkinsonova choroba, „Povedal Lefcort.“ Cítime, že práca z tohto grantu nielenže bude informovať o našom chápaní familiárnej dysautonómie, ale tiež poskytnúť skvelý model na pochopenie toho, ako funguje črevný mikrobióm, metabolome a nervový systém interagujú pri týchto hlavných neurogeneratívnych ochoreniach. "

Trojica už zhromaždila sľubné predbežné údaje v spolupráci s Dysautonomia Center New York University, ktorý vidí všetkých severoamerických pacientov s familiárnou dysautonomiou.

„Poslali nám vzorky stolice a krvi od svojich pacientov a príbuzných ich pacientov, a už sme ukázali, že mikrobióm týchto pacientov sa výrazne líši od mikrobiómu ich príbuzných, „Povedal Lefcort.“ Máme dobré údaje, ktoré naznačujú, že tu niečo máme. a teraz používame naše modely myší, skutočne môžeme oddeliť príčinnú súvislosť - existuje metabolický problém, ktorý ovplyvňuje mikrobióm, a/alebo je to mikrobióm, ktorý mení metabolizmus a prispieva k neurodegenerácii? "

Lefcort bude analyzovať nervový systém v gastrointestinálnom trakte laboratórnych myší, hľadanie odpovedí na otázky, či napríklad zmena metabolizmu alebo mikrobiómu pomáha predchádzať neurodegenerácii.

Procházka bude riadiť aspekty projektu zamerané na mikrobiómy, ktorý bude zahŕňať podrobné vyšetrenie baktérií žijúcich v črevách pacientov s neurodegeneratívnym ochorením. Bude tiež viesť výskum zameraný na mikrobióm a to, či baktérie v čreve produkujú zlúčeniny, ktoré vyvolávajú rast alebo smrť neurónov. Urobí to pomocou špičkového sekvenovania DNA spojeného s bezmikrobnými a gnotobiotickými myšami.

"Myši bez zárodkov sú úplne sterilné a vo vnútri ani na nich nie sú žiadne mikroorganizmy. Tieto zvieratá nám pomáhajú pochopiť, aké aspekty nášho 'zdravia' chýbajú, keď nie sú v blízkosti mikróby, “povedal Walk, docent na Katedre mikrobiológie a imunológie MSU na Vysokej škole poľnohospodárskej a na Vysokej škole listovej a prírodovednej. „Gnotobiotické myši majú definovaný mikrobióm, čím môžeme objaviť konkrétne výhody konkrétnej mikrobiálnej komunity. “

Copié, profesor na Katedre chémie a biochémie MSU a riaditeľ Centra jadrovej magnetickej rezonancie, povedie úsilie o identifikáciu metabolických procesov, ktoré sú narušené familiárnou dysautonómiou, a toho, ako tieto poruchy výroby energie ovplyvňujú os čreva a mozgu a prispievajú k neurodegenerácii.

„Naše laboratórium bude zodpovedné za globálne profilovanie a charakterizáciu metabolitov malých molekúl prítomných vo vzorkách stolice a séra pacientov s familiárnou dysautonómiou a zvieracích modelov, „Povedal Copié.“ Tieto štúdie budú integrovať techniky nukleárnej magnetickej spektroskopie a hmotnostnej spektrometrie na identifikáciu metabolických zmien, ku ktorým dochádza vo familiárnej dysautonómii. Našim cieľom je zistiť, či môžeme metabolické deficity pozorované pri familiárnej dysautonómii napraviť pomocou mikrobiómovej intervencie a či obnova zdravých metabolomov môže pomôcť alebo buď spomaliť neurodegeneráciu, alebo pomôcť obnoviť zdravie neurónov. "

Metabolické údaje s vysokým rozlíšením generované centrom NMR prispejú k oblasti biomedicínskeho výskumu a „pomôžu nám lepšie porozumieť tomu, ako metabolom, mikrobiómy a neurónové obvody spolu interagujú a môžu pri poruche viesť k nevratnej neurodegenerácii, “Povedal Copié.

„Je zrejmé, že spúšťače sú u Parkinsonovej choroby odlišné, Alzheimerova choroba a ALS, ale všetky sa zbiehajú po spoločných nadväzujúcich cestách, „Povedal Lefcort.“ Ukázali sme, že familiárna dysautonómia konverguje na rovnaké cesty. Teraz, pokúšame sa zistiť, či môžeme v týchto spoločných bodoch zasiahnuť.

„Čokoľvek, čo tu objavíme, bude použiteľné na hlavné neurodegeneratívne poruchy, " povedala.

• Spoločnosť DFG zriaďuje 10 nových centier spoločného výskumu na podporu špičkového výskumu v Nemecku
• Štúdia poskytuje nové chápanie rotavírusových infekcií u novorodencov