Zdravie: Downov syndróm – U ľudí s trizómiou 21 môže byť možné liekmi zlepšiť kognitívne funkcie.

50.jpg

V prekvapujúcom zistení vedci pomocou štandardného zvieracieho modelu Downovho syndrómu (DS) dokázali identifikovať nedostatky v učení a pamäti spojené s Downovým syndrómom (Trizómia 21) – hlavná genetická príčina kognitívnej postihnutia a najčastejšie diagnostikovaná chromozomálna abnormalita v USA. – korigujte liekmi, ktoré sa zameriavajú na reakciu tela na bunkový stres.

V štúdii uverejnenej vo vedeckom časopise 14. novembra 2019 tím vedcov z UC San Francisco a Baylor College of Medicine ukázal, že niektoré intelektuálne poruchy spojené s trizómiou 21 boli spôsobené zmenenou produkciou proteínov. v oblasti mozgu nazývanej hippocampus, ktorý je ústredným bodom pri učení a tvorbe dlhodobej pamäte.

Ale u takzvanej myši Ts65Dn, ktorá bola vyvinutá na zaznamenávanie genetických, behaviorálnych a kognitívnych charakteristík ľudského Downovho syndrómu, sa vedcom podarilo tieto zmeny zvrátiť.

Keď vedci podávali lieky, ktoré sa zameriavajú na jednu z najdôležitejších dráh reakcie na stres, bunky boli schopné obnoviť normálne hladiny proteínov, čím sa eliminovali kognitívne deficity trizómie 21, ktoré sú typické pre myš Ts65Dn.

Hoci sú kognitívne vlastnosti trizómie 21 všeobecne považované za nezvratné, vedci tvrdia, že tieto výsledky naznačujú, že u ľudí s trizómiou 21 môže byť možné zlepšiť kognitívne funkcie.

Nový prístup k pochopeniu Downovho syndrómu

Pretože trizómia 21 je spôsobená ďalšou kópiou chromozómu 21, vedci vo všeobecnosti študovali túto chorobu pomocou šošovky genetiky, pričom sa zameriavali predovšetkým na to, ako redundantný chromozóm narušuje normálnu génovú aktivitu.

V novej štúdii sa však vedci v rámci novej štúdie zamerali na prevažne nepreskúmanú úlohu „proteostázy“ – technického pojmu na produkciu bielkovín a mechanizmov kontroly kvality bunky – v trizómii 21, a to nielen na gény a chromozómy.

„Veľká väčšina oblasti sa zamerala na jednotlivé gény na chromozóme 21, aby zistila, ktoré z nich sú príčinne spojené s Downovým syndrómom a jeho patológiami. Náš prístup bol odlišný. Pokúsili sme sa odhaliť súvislosť medzi proteostatickými defektmi a DS, “hovorí Peter Walter, PhD, profesor biochémie a biofyziky na UCSF a spoluzakladateľ novej štúdie.

Na identifikáciu problémov s proteostázou, ktoré by mohli prispieť k DS, sa vedci obrátili na spoločný myšací model, ktorý zachytil väčšinu chromozomálnych, vývojových a kognitívnych abnormalít, ktoré definujú ľudskú verziu syndrómu.

Vedci zistili, že pomocou hipómy profilovania, techniky, ktorá umožňuje vedcom urobiť podrobný prehľad o proteínových továrňach na bunky, sa v hippocampu DS myší produkuje až o 39 percent menej bielkovín a požiadali ich prečo by ďalšie kópie génov mohli znížiť produkciu proteínov.

Stresová reakcia buniek je zodpovedná za kognitívne poruchy pri Downovom syndróme

Vedci zistili, že bunky hippocampu v DS myšiach aktivovali integrovanú stresovú reakciu (ISR), biologický obvod, ktorý zistí, kedy sa niečo pokazí, ako napríklad prítomnosť ďalšieho chromozómu, a vyvoláva primeranú ochrannú odpoveď na produkciu proteínov. medza.

„Bunka neustále monitoruje svoje zdravie. Keď sa niečo pokazí, bunka reaguje s menším množstvom bielkovín, čo je zvyčajne dobrá reakcia na bunkový stres. Ale pre vyššiu kognitívnu funkciu potrebujete syntézu proteínov, takže keď sa syntéza bielkovín zníži, získate patológiu tvorby pamäte, “povedal Walter.

Na potvrdenie týchto výsledkov vedci tiež zistili, že ISR bola aktivovaná aj vo vzorkách mozgového tkaniva po smrti úmrtia ľudí s DS.

A práve náhodou vedci dokázali získať vzorku tkaniva od osoby s DS, v ktorej niektoré bunky obsahovali očakávanú tretiu kópiu chromozómu 21, zatiaľ čo iné boli geneticky normálne – ale ISR bol aktívny iba v bunkách s ďalším chromozómom.

Celkovo možno povedať, že tieto výsledky jednoznačne naznačujú, že ISR je zapojený a môže byť zodpovedný za určité symptómy DS.

Hoci ISR ​​môžu byť aktivované štyrmi rôznymi enzýmami, vedci zistili, že iba jeden z nich, nazývaný PKR, bol zapojený do aktivácie ISR v bunkách hipokampu v trizómii 21.

Blokovaním aktivity PKR boli schopní zabrániť aktivácii ISR ​​a zvrátiť pokles produkcie proteínu pozorovaný v mozgu DS myší. Ešte pôsobivejšie však bolo, že blokovanie ISR významne zlepšilo kognitívne funkcie aj u týchto myší.

Blokovanie reakcie na stres zlepšuje pamäť a učenie.

Vedci použili tri rôzne prístupy na zníženie aktivity ISR: delécia génu PKR, lieku, ktorý potláča aktivitu PKR, a nakoniec bezpečného, ​​dobre preštudovaného lieku s názvom ISRIB, ktorý aktivuje proces produkcie proteínov, čo je antagonistické voči ISR, ktorý chce vypnúť produkciu proteínov.

Všetky tri prístupy viedli k významnému zlepšeniu poznania, ako ukazujú rôzne testy pamäte a učenia.

Je dôležité, aby tieto zmeny boli fyziologické aj behaviorálne. Myši DS, ktorým boli podávané inhibítory ISR, vykazovali zlepšenú funkciu synapsie.

Po zablokovaní aktivity ISR mozog DS myší vysielal menej inhibičné signály, ktoré sťažujú mozgu učiť sa a rozvíjať nové dlhodobé spomienky.

„Začali sme so situáciou, ktorá vyzerala beznádejne,“ povedal Walter. „Nikto by si myslel, že sa niečo dá urobiť. Možno sme však našli zlato. ““

Zdroj / odosielateľ: Kalifornská univerzita – San Francisco

Pridaj komentár

Zadajte svoje údaje, alebo kliknite na ikonu pre prihlásenie:

WordPress.com Logo

Na komentovanie používate váš WordPress.com účet. Odhlásiť sa /  Zmeniť )

Google photo

Na komentovanie používate váš Google účet. Odhlásiť sa /  Zmeniť )

Twitter picture

Na komentovanie používate váš Twitter účet. Odhlásiť sa /  Zmeniť )

Facebook photo

Na komentovanie používate váš Facebook účet. Odhlásiť sa /  Zmeniť )

Connecting to %s

Blogujte na WordPress.com.

Up ↑

%d blogerom sa páči toto: