Исследователи добились успехов в понимании бокового амиотрофического склероза

Исследователи Брандейса добились значительного прогресса в понимании бокового амиотрофического склероза (БАС), успешно изменив токсичность мутировавшего белка при семейном типе заболевания.

В настоящее время не существует лечения или профилактики заболевания, которое поражает нервные клетки головного и спинного мозга. Чаще всего называют болезнью Лу Герига, в честь самой известной жертвы БАС, как правило, приводит к смерти от паралича дыхания в течение трех-пяти лет после начала. Единственный одобренный препарат, рилузол, может продлить жизнь некоторых пациентов на три месяца.

В статье, опубликованной во вторник, 26 апреля, в журнале PLoS Biology, лаборатория Pestko / Ringe сообщает об успехе в блокировании летальных эффектов этого гена путем помещения нескольких генов человека в дрожжевую клетку, которая демонстрирует много схожих свойств с болезнетворными белками.

Гены были идентифицированы для многих из 10 процентов случаев БАС, протекающих в семьях. Люди с одним из этих мутантных генов могут заболеть. Хотя некоторые из этих генов могут также содержать мутации, которые увеличивают риск более распространенных форм БАС, это один из тех генов, FUS / TLS, который привлек внимание команды Pesko / Ringe.

"Мы начали работу над этим проектом, когда узнали, что мутации гена FUS / TLS были связаны с семейным БАС нашими сотрудниками, доктором. Группа Роберта Брауна в медицинской школе Массачусетского университета," говорит Шулин Цзюй, научный сотрудник и первый автор статьи. В сотрудничестве также участвуют сотрудники Института биомедицинских исследований Уайтхеда, Массачусетского технологического института, Гарвардского университета, Университета Рочестера и Университета Пенсильвании.

Вот некоторые факты биологии и химии, лежащие в основе исследования:

Посмертные исследования некоторых жертв БАС показывают, что умирающие нейроны содержат скопления белка FUS / TLS. Что интересно, говорит Грегори А. Пецко, профессор химии и биохимии, вот где эти включения.

"Обычно этот белок живет в ядре клетки, где расположены хромосомы," говорит Пецко. "При этом заболевании кажется, что он перемещается из ядра в цитоплазму клетки, в основную часть, и именно там он образует включения, связанные с заболеванием."

Команда Петско и Ринге хотела изучить этот процесс в организме, на котором они могли бы проводить сложные генетические исследования и подробные биохимические эксперименты, которые невозможно провести в клетках человека. Итак, они выбрали дрожжи.

"Может показаться безумием думать о проведении экспериментов с дрожжами при неврологическом заболевании человека, поскольку дрожжи вообще не имеют головного или спинного мозга или каких-либо нейронов," говорит Пецко, "Но дрожжевая клетка ничем не отличается от типичной клетки человека."

Команда вставила ген FUS / TLS в дрожжевую клетку в надежде, что он создаст те же наблюдаемые характеристики, что и мутантный белок в клетке человека. Когда они это сделали, говорит Петско, произошли две замечательные вещи.

"Во-первых, человеческого белка не было в ядре, он переместился в цитоплазму клетки, как это произошло при болезни человека ?? и образовались включения," говорит Пецко. "Во-вторых, он убил дрожжевую клетку, поэтому мы получили в дрожжах довольно точное воспроизведение некоторых особенностей человеческого заболевания, вызванного мутацией этого гена."

Следующим шагом было выяснить, какая часть белка необходима для того, чтобы удерживать его в ядре, а какая – для отправки в цитоплазму.

Затем Петско спросил, "Если бы мы начали удалять участки белка, могли бы мы заставить белок всегда находиться в цитоплазме или всегда находиться в ядре??"

Когда они провели эксперимент с дрожжами, они обнаружили, что область гена, в которой возникают вызывающие болезнь мутации, является областью, ответственной за его сохранение в ядре; когда эта область мутирует, ген покидает ядро ​​в цитоплазму.

"Мы хотим сохранить его в ядре, но вы не можете сделать это с мутантами легко, потому что часть, отвечающая за его сохранение в ядре, была разрушена мутацией, поэтому у вас есть болезнь," говорит Пецко.

Затем они спросили, могут ли они предотвратить гибель дрожжевых клеток этим белком, поместив внутрь какой-нибудь другой белок.

Другими словами, говорит Петско, смогут ли они найти белок, который спасет клетку от токсичности FUS / TLS??

С помощью серии генетических экспериментов, описанных в статье, они смогли идентифицировать несколько человеческих генов, которые при вставке вместе с геном FUS / TLS сделали белок FUS / TLS более не токсичным для дрожжей. Клетки выжили.

"И тогда мы получили сюрприз нашей жизни," говорит Пецко. "Когда мы посмотрели на эти клетки, белок FUS / TLS все еще находился в цитоплазме и все еще формировал включения. Другими словами, мы смогли устранить токсичность белка, не отправляя его обратно в ядро."

Это говорило им о том, что агрегация и нахождение в цитоплазме не обязательно должны быть токсичными, если обнаруженный ими спасательный белок был введен.

Это, по словам Петско, их очень взволновало, потому что "если вы можете сделать это с помощью экспрессии с другим человеческим геном, вы, вероятно, сможете сделать это с помощью лекарства."

• Следите за новостями Medical Xpress на Facebook!
• Следите за новостями Medical Xpress в Twitter!

2 комментария к “Исследователи добились успехов в понимании бокового амиотрофического склероза”

Оставьте комментарий