Naukowcy uzyskują dostęp do cząsteczek powodujących choroby

Zaskakujące odkrycie genetyczne dokonane przez naukowców z Schulich School of Medicine and Dentistry na University of Western Ontario ujawnia nowe wskazówki dotyczące tego, dlaczego u niektórych osób tak wcześnie rozwijają się choroby neurodegeneracyjne.

Niedawne badanie prowadzone przez Laboratorium O’Donoghue skupiło się na błędach, które pojawiają się podczas tłumaczenia produktów genowych na białka, umożliwiając naukowcom lepsze zrozumienie czynników genetycznych wpływających na chorobę.

Patrick O’Donoghue, Prezydent Kanady ds. Badań Biologii Chemicznej, i jego zespół przeprowadzili badanie mutacje W transferowym RNA (tRNA) molekuły niezbędne do odczytywania schematów genetycznych, które są budulcem głównych białek w organizmie.

W ramach dużego kroku naprzód w badaniach laboratorium odkryło w poprzednim badaniu, że przeciętny człowiek rodzi się z 60-80 wariantami RNA w składzie genetycznym – wcześniej naukowcy na całym świecie wierzyli, że obecna jest tylko jedna lub dwie mutacje RNA. występuje u ludzi.

Gdy w RNA obecne są mutacje lub warianty, schematy są źle rozumiane, co skutkuje błędami w produkcji białek w komórkach. Te błędy lub błędne tłumaczenia pokazują powiązania z chorobami.

Dr Jeremy Lant wyjaśnia: „Jeżeli zrozumiemy mechanizmy molekularne stojące za chorobą, torujemy drogę do znalezienia metod leczenia, które zmniejszą uszkodzenia lub całkowicie zapobiegną wyniszczającym chorobom”. Kandydat odpowiedzialny za większość prac pilotażowych projektu. „Naszym ostatecznym celem jest wywarcie medycznego wpływu na prawdziwych ludzi”.

Wspieranie badań translacyjnych od ławki do łóżka jest celem nowego planu strategicznego szkoły.

Badania mogą teraz rzucić światło na genetyczne przyczyny wielu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona i stwardnienie zanikowe boczne, oraz zidentyfikować czynniki, które wpływają na wiek zachorowania i ciężkość chorób, takich jak choroba Huntingtona.

Odkrycia mogą również dostarczyć wglądu w przyczyny innych zagrażających życiu chorób, takich jak rak.

„Właśnie zaczynamy rozszyfrowywać wkład błędów translacji rRNA w choroby u ludzi” – powiedział Martin Duenwald, współautor projektu i ekspert od modeli choroby Huntingtona. „Idąc dalej, musimy opracować nowe narzędzia badawcze, aby odkryć mechanizmy mutacji tRNA na akumulację białek w chorobie”.

Aby odkryć dziesiątki wcześniej nieznanych wariantów RNA, laboratorium O’Donoghue współpracowało wcześniej z innymi zachodnimi grupami badawczymi w celu zsekwencjonowania genów wszystkich 610 tRNA w genomach 80 osób.

W nowym badaniu zespół udoskonalił określone mutacje w RNA, badając, w jaki sposób warianty mogą wpływać na rozwój choroby Huntingtona, stanu neurodegeneracyjnego charakteryzującego się rozpadem komórek nerwowych w mózgu. Prowadzi do trudności w poruszaniu się, osłabienia mowy i zaburzeń psychicznych.

Chociaż choroba Huntingtona ma możliwe do zidentyfikowania przyczyny genetyczne, nie ma znanych wskaźników prognostycznych wczesnego początku lub ciężkości choroby.

W zdrowym ciele komórki utrzymują wydajną równowagę między wytwarzaniem białek, a następnie ich ponownym rozkładaniem. Ale kiedy komórki dotknięte chorobą Huntingtona mają specyficzny typ RNA, który bada zespół O’Donoghue, komórki te wolniej pozbywają się niepotrzebnych białek.

To opóźnienie skutkuje tworzeniem się dużych skupisk białek chorobotwórczych, których nie można rozszczepić.

W przypadku osób, które są genetycznie narażone na chorobę Huntingtona, wariant tRNA może zmienić wiek zachorowania lub wskazywać na poważniejszą chorobę.

Konkretny wariant występuje u około 2 procent ogólnej populacji i może dotyczyć ponad 100 milionów ludzi na całym świecie.

Zespół odkrył również, że komórki zawierające określony wariant tRNA były odporne na zintegrowany inhibitor odpowiedzi na stres (ISRIB), związek, który może zmniejszać szkodliwe skutki Choroby neurologiczneWynik ma znaczenie dla protokołów leczenia pacjentów.

Główne odkrycia dokonane przez laboratorium O’Donoghue można przełożyć na niezliczone inne dziedziny nauki i medycyny, co może mieć ogromny wpływ na opiekę nad pacjentem w dziedzinie neurodegeneracji.

„Wiedza ta umożliwi klinicystom poszukiwanie dokładnych opcji leczenia pacjentów z wariantami RNA i chorobami neurodegeneracyjnymi” – powiedział O’Donoghue.