Nagrade Nacionalnega inštituta za zdravje podeljujejo profesorjem MSU za raziskave nevrodegenerativnih bolezni

Raziskovalno sodelovanje med tremi člani fakultete državne univerze Montana je pred kratkim prejelo štipendijo za financiranje njihove študije o povezavi med redko genetsko nevrološko boleznijo in presnovo, mikrobiom človeškega črevesja in degeneracija živčnega sistema. Delo bi lahko nadalje razumelo, kaj povzroča pogostejše nevrodegenerativne bolezni, in sčasoma utrlo pot terapevtom za njihovo zdravljenje.

Nacionalni inštitut za zdravje je podelil 2,9 milijona dolarjev profesorju MSU Frances Lefcort, Seth Walk in Valerie Copié za njuno raziskavo družinske disautonomije, bolezen, ki napada in uničuje živčni sistem. Petletna štipendija bo financirala njihove raziskave in izobraževanje študentov, vključno z več dodiplomskimi študenti in dvema podiplomskima študentoma, ki trenutno prispevata k raziskavam pri projektu.

Lefkortov laboratorij je raziskal družinsko disautonomijo, bolezen, ki teče v njeni družini, osem let. Pojasnila je, da se bolezen začne v maternici, kjer se deli živčnega sistema ne razvijajo pravilno. Z leti odmiranje živčnih celic postopoma slabša.

Čeprav redko, je bila ugotovljena genetska mutacija, ki povzroča družinsko disautonomijo, zaradi česar je koristen model za raziskave drugih nevrodegenerativnih bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, je rekel Lefcort, ki je zaslužni profesor za pisma in znanost na Oddelku za celično biologijo in nevroznanost MSU.

Rekla je, da je ena pogosta težava pri ljudeh z družinsko disautonomijo ta, da so zelo vitki in imajo težave s pridobivanjem teže, kar kaže na presnovne težave. Drugo je, da prebavila ne delujejo normalno, kar vodi v drisko, zaprtje, refluks požiralnika ali druge gastrointestinalne težave.

Lefcort je med sodelavci iz MSU poiskala strokovnjake na obeh raziskovalnih področjih:Walkovo znanje je v črevesnih mikrobiomih, in Copié preučuje metabolizem. Izvedela je, da je živčni sistem tesno povezan s črevesnim mikrobiomom črevesja in da nanj vpliva presnova.

"Samo v črevesju je več kot 100 milijonov nevronov, in dobro je znano, da obstaja velika komunikacija med možgani in črevesjem skozi os črevesje-možgani, "Je rekel Lefcort.

Zavedajoč se verjetno povezave med svojimi raziskavami, interdisciplinarni trio je sodeloval pri nadaljnjem preučevanju vloge črevesnega mikrobioma, živčni sistem in presnovo (imenovano tudi "metabolome") pri družinski disautonomiji. Z uporabo posebej vzrejenih Walkovih laboratorijske miši brez kalčkov kot modeli, znanstveniki upajo, da bodo selektivno manipulirali z "vsakim krakom trikotnika, da bi ugotovili, kako ti sistemi vplivajo drug na drugega in prispevajo k nevrodegenerativni bolezni, "Je rekel Lefcort.

"Pri tej bolezni se še nikoli ni zgodilo nič takega, in se začne šele pri hudi bolezni, kot sta Alzheimerjeva in Parkinsonova bolezen, "Lefcort je dejal." Menimo, da delo iz te štipendije ne bo le poudarilo našega razumevanja družinske disautonomije, ponujajo pa tudi odličen model za razumevanje črevesnega mikrobioma, metabolom in živčni sistem sodelujeta pri teh glavnih nevrogenerativnih boleznih. "

Trojica je že zbrala obetavne predhodne podatke v sodelovanju z Dysautonomia Center Univerze v New Yorku, ki vidi vse severnoameriške bolnike z družinsko disautonomijo.

"Poslali so nam vzorce blata in krvi svojih pacientov in njihovih sorodnikov, in že smo pokazali, da se mikrobiom teh bolnikov bistveno razlikuje od mikrofona njihovih sorodnikov, "Je dejal Lefcort." Imamo dobre podatke, ki kažejo, da imamo tukaj nekaj, in zdaj z uporabo naših modelov miške, res lahko ločimo vzročnost - ali obstaja presnovna težava, ki vpliva na mikrobiom, in/ali je to mikrobiom, ki spreminja presnovo in prispeva k nevrodegeneraciji? "

Lefcort bo analiziral živčni sistem v prebavilih laboratorijskih miši, iskanje odgovorov na vprašanja, na primer, ali sprememba metabolizma ali mikrobioma preprečuje nevrodegeneracijo.

Walk bo usmerjal vidike projekta, osredotočene na mikrobiome, ki bo vključeval podrobno preiskavo bakterij, ki živijo v črevesju bolnikov z nevrodegenerativno boleznijo. Vodil bo tudi raziskave, osredotočene na mikrobiom in ali bakterije v črevesju proizvajajo spojine, ki sprožijo rast ali umiranje nevronov. To bo naredil z uporabo najsodobnejšega zaporedja DNA, povezanega z miši brez gliv in gnotobiotikov.

"Miši brez kalčkov so popolnoma sterilne in v njih ali na njih ne živijo nobeni mikroorganizmi. Te živali nam pomagajo razumeti, kateri vidiki našega" zdravja "manjkajo, ko mikrobov ni v bližini, "je rekel Walk, izredni profesor na Oddelku za mikrobiologijo in imunologijo MSU na Visoki šoli za kmetijstvo in Visoki šoli za književnost in znanost. "Gnotobiotične miši imajo določen mikrobiom, s čimer lahko odkrijemo posebne koristi določene mikrobne skupnosti. "

Copié, profesor na Oddelku za kemijo in biokemijo MSU in direktor Centra za jedrsko magnetno resonanco, bo vodila prizadevanja za identifikacijo presnovnih procesov, ki jih moti družinska disautonomija, in kako te motnje pri proizvodnji energije vplivajo na os črevesje-možgani in prispevajo k nevrodegeneraciji.

"Naš laboratorij bo odgovoren za globalno profiliranje in karakterizacijo presnovkov majhnih molekul, prisotnih v vzorcih blata in seruma pri bolnikih z družinsko disautonomijo in živalskih modelih, "Copié je dejal." Te študije bodo združile jedrsko magnetno spektroskopijo in tehniko masne spektrometrije za identifikacijo presnovnih sprememb, ki se pojavljajo pri družinski disautonomiji. Naš cilj je raziskati, ali lahko z intervencijo mikrobioma odpravimo presnovne primanjkljaje, opažene pri družinski disautonomiji, in ali lahko obnova zdravih metabolomov pomaga ali upočasni nevrodegeneracijo ali pomaga obnoviti zdravje nevronov. "

Metabolični podatki z visoko ločljivostjo, ki jih ustvari center NMR, bodo prispevali k področju biomedicinskih raziskav in "nam bodo pomagali bolje razumeti, kako metabolom, mikrobiom in nevronsko vezje medsebojno delujeta in lahko pri okvari povzročita nepopravljivo nevrodegeneracijo, "Je rekel Copié.

"Jasno je, da so sprožilci pri Parkinsonovi bolezni različni, Alzheimerjeva bolezen in ALS, vendar se vsi zbližujejo po skupnih spodnjih poteh, "Lefcort je dejal." Pokazali smo, da se družinska disautonomija konvergira po istih poteh. Zdaj, poskušamo ugotoviti, ali lahko posežemo v te skupne točke.

"Karkoli odkrijemo tukaj, bo uporabno za velike nevrodegenerativne motnje, "je rekla.

• DFG ustanavlja 10 novih skupnih raziskovalnih centrov za podporo vrhunskim raziskavam v Nemčiji
• Študija ponuja novo razumevanje rotavirusnih okužb pri novorojenčkih