Исследователи работают вместе, чтобы решить тайну смерти моторных нейронов у пациентов с БАС

        

Как говорится в старой поговорке, «две головы лучше, чем одна». С развитием новых технологий и все более специализированными знаниями, новаторская наука должна быть коллективной работой.

Но исследователи не всегда могут работать вместе. Поиск подходящих людей для совместной работы может быть сложным, особенно когда некоторые из них, по понятным причинам, защищают свои идеи.

. Тогда есть практическая задача встречи, обмена идеями и проведения исследований, миль и даже часовых поясов – отдельно.

Новое исследование исследователей Crick показывает, что сотрудничество может быть легким, когда вы являетесь частью культуры, которая его поддерживает. Мы догнали ученых, чтобы выяснить, как совместная работа помогла им выявить самые ранние события в болезни моторных нейронов.

Тайна

Три года назад группа клинических неврологов, молекулярных биологов и компьютерных ученых из разных лондонских институтов решила работать вместе, чтобы решить загадку того, почему моторные нейроны умирают у пациентов с амиотрофическим боковым склерозом (ALS), также известный как моторный нейрон болезнь.

Как клинический невролог, Рики Патани видит из первых рук то воздействие, которое БАС оказывает на своих пациентов.

«Это действительно разрушительная болезнь, – говорит он. «Пациенты постепенно теряют способность двигаться, есть, говорить и в конечном итоге дышать.

«Мы намеревались раскрыть молекулярные события, которые приводят к БАС, в надежде, что однажды мы сможем разработать новые методы лечения пациентов».

Подозреваемый

Предыдущие исследования привели к дерегулированию РНК – молекулы, тесно связанной с ДНК, которая играет жизненно важную роль в кодировании, декодировании, регуляции и экспрессии генов – в БАС. Например, пациенты с наследственной формой БАС часто имеют генетические мутации, которые препятствуют нормальной их РНК.

Но даже с экспертом по РНК Jernej Ule на борту, сравнение секвенирования РНК у здоровых и больных моторных нейронов не могло обеспечить полную картину.

Возврат часов

Используя новейшие технологии стволовых клеток, ученые из лаборатории Рикки взяли клетки кожи у здоровых добровольцев и пациентов с БАС и превратили их в стволовые клетки, способные стать многими другими типами клеток.

Затем, используя конкретные химические сигналы, они «направили» стволовые клетки в двигательные нейроны, которые они могли бы изучить в лаборатории.

«Отвернув часы, мы могли бы следить за тем, что случилось с моторными нейронами с течением времени, чтобы привести к болезни», – говорит Джулия Тызак, исследователь лаборатории Рики. «Это было потрясающе!»

Копаем для сокровищ

Вооружившись полной нагрузкой данных секвенирования РНК от здоровых и пораженных моторных нейронов на разных стадиях прогрессирования заболевания, Джерней и Рикки обратились к Нику Люскому и Рафаэлле Луисье, чтобы развернуть данные и точно определить, что происходит. Ник и Рафаэль – биоинформатики; высококвалифицированные ученые, которые разрабатывают передовые вычислительные методы для изучения биологических данных.

«Первоначально, используя обычный анализ, мы не обнаружили различий в секвенировании РНК между здоровыми и больными двигательными нейронами», – говорит Рафаэль. «Но мы знали, что что-то должно было сделать неправильно, чтобы моторные нейроны ALS умирали, поэтому мы написали новую программу, чтобы углубиться в генетический код, – и когда результаты вернулись, мы знали, что мы что-то наделали».

Анализ выявил, что происходит в двигательных нейронах ALS. Части последовательности РНК, которые не кодируют белки, обычно вырезаются до того, как РНК транслируется в белок, но в двигательных нейронах ALS это происходит не так эффективно. Это привело к тому, что коллектив обнаружил, что белок под названием SFPQ, который обычно находится внутри ядра клетки, фактически покидает ядро ​​в пораженных моторных нейронах.

«Это было похоже на одну большую охоту за сокровищами», – говорит Ник. «У нас была карта, и мы знали, где мы находимся, и с достаточным рытьем мы нашли золото!»

Растрескивание корпуса

Команда обнаружила эти молекулярные отличительные черты в моделях человеческих стволовых клеток наследственной БАС. Затем они подтвердили, что животные модели наследственной БАС также имеют одни и те же функции. Но чтобы выяснить, могут ли те же самые события объяснить ненаследственные формы болезни, они смотрели на ткань вскрытия спинного мозга у пациентов.

Они обнаружили, что потеря белка SFPQ была согласованной по всем направлениям: независимо от того, просматривали ли они клетки, мышиные модели или посмертные ткани, подтверждающие, что они обнаружили важный молекулярный признак ALS.

«Теперь, когда мы знаем, что эти ключевые события связаны с гибелью моторных нейронов у людей с БАС, мы можем начать думать о том, как мы можем разработать новые способы выявления и лечения этой болезни», – говорит Рики.

Под одной крышей

Этот проект начался еще до того, как Институт Фрэнсиса Крика открыл свои двери для ученых летом 2016 года.

В течение первых двух лет команда работала вместе на разных сайтах, собравшись, чтобы поделиться идеями, когда они могли.

Но с весны 2017 года эта научная «команда мечты» собралась под одной крышей здесь, на Крике.

«Невероятно, насколько большая разница была в двух минутах ходьбы друг от друга», – говорит Джерней. «Проект шел хорошо, даже когда мы работали в разных институтах в Лондоне, но общение в чате друг с другом почти каждый день резко ускоряло ситуацию. Мы закончили проект в течение года, в то время как это могло потребоваться два года или более если бы мы не были здесь на Крике ».

Объединив сотовые модели развития моторных нейронов, измерения взаимодействия белка и РНК и подробный статистический анализ, эта разнообразная команда ученых Крика пролила свет на потенциальные причины БАС, открывая новые возможности для вмешательства и развития лечения.

Это открытие показывает, что когда дело доходит до науки, две головы (или более) действительно лучше, чем одна.

Источник:

https://www.crick.ac.uk/news/science-news/2018/05/25/scientific-dream-team-shed-light -он-моторный нейрон-смерть /

      

Source link