Технология редактирования генов может привести к созданию новой модели для изучения болезни Паркинсона

Новые рекомендации направлены на улучшение исходов у пациентов с болезнью Паркинсона
        

Исследователи болезни Паркинсона использовали инструменты редактирования генов, чтобы ввести наиболее распространенную генетическую мутацию расстройства в стволовые клетки обезьян мартышек и успешно смягчить клеточную химию, которая часто нарушается у пациентов с болезнью Паркинсона.

Отредактированные клетки – это шаг к изучению дегенеративного неврологического расстройства на модели приматов, которая оказалась неуловимой. Болезнь Паркинсона, которой страдают более 10 миллионов человек во всем мире, постепенно ухудшает нервную систему, вызывая характерные треморы, опасную потерю мышечного контроля, сердечную и желудочно-кишечную дисфункцию и другие проблемы.

«Теперь мы знаем, как вставить одну мутацию, точечную мутацию, в стволовую клетку мартышки», – говорит Марина Эмборг, профессор медицинской физики и руководитель ученых Университета Висконсин-Мэдисон, опубликовавших свои выводы 26 февраля в журнал Научные доклады . «Это изысканная модель Паркинсона. Для тестирования методов лечения это идеальная платформа».

Исследователи использовали версию технологии редактирования генов CRISPR, чтобы изменить один нуклеотид – одну молекулу среди более чем 2,8 миллиарда пар из них, обнаруженных в ДНК обычного мартышки, – в генетическом коде клеток и дать им мутация называется G2019S.

У пациентов с болезнью Паркинсона мутация вызывает аномальную избыточную активность фермента, киназы, называемой LRRK2, участвующей в метаболизме клетки. В других исследованиях по редактированию генов использовались методы, при которых клетки продуцировали как нормальные, так и мутированные ферменты одновременно.

Новое исследование является первым, в результате которого получаются клетки, которые вырабатывают только ферменты с мутацией G2019S, что облегчает изучение роли этой мутации в заболевании.

«Метаболизм в наших стволовых клетках с мутацией был не так эффективен, как у нормальных клеток, как мы видим у Паркинсона», – говорит Эмборг, чья работа поддерживается Национальными институтами здоровья. «У наших клеток была более короткая жизнь в чашке. И когда они подвергались окислительному стрессу, они были менее устойчивы к этому».

Мутированные клетки имели еще один недостаток Паркинсона: слабые связи с другими клетками. Стволовые клетки являются особенно мощным исследовательским инструментом, поскольку они могут развиваться в различные типы клеток, обнаруживаемых по всему организму.

Когда исследователи стимулировали свои мутантные стволовые клетки дифференцироваться в нейроны, у них появилось меньше ветвей для соединения и связи с соседними нейронами.

Мы можем видеть влияние этих мутаций на клетки в чашке, и это дает нам представление о том, что мы могли бы увидеть, если бы мы использовали те же генетические принципы для введения мутации в мартышку. Точно генетически модифицированная обезьяна позволила бы нам отслеживать прогрессирование заболевания и тестировать новые терапевтические средства, влияющие на течение заболевания ".

Дженна Кропп Шмидт, соавтор исследования и научный сотрудник S W Исконсин, Национальный исследовательский центр приматов

Эта концепция находит применение в исследованиях за пределами Паркинсона.

«Мы можем использовать одни и те же генетические методы и применять их для создания других моделей заболеваний человека у приматов», – говорит Шмидт.

Исследователи также использовали мартышечные стволовые клетки для проверки генетического лечения болезни Паркинсона. Они укоротили часть гена, чтобы блокировать продукцию LRRK2, которая внесла положительные изменения в клеточный метаболизм.

«Мы не обнаружили различий в жизнеспособности между клетками с усеченной киназой и нормальными клетками, что очень важно. И когда мы сделали нейроны из этих клеток, мы на самом деле обнаружили увеличенное количество ветвей», – говорит Эмборг. «Эта мишень гена киназы является хорошим кандидатом для изучения в качестве потенциальной терапии Паркинсона».

        

Источник:

Университет Висконсин-Мэдисон

      

Source link