DNA terapie by mohla oddálit paralýzu, která postihuje téměř všechny pacienty s ALS

DNA terapie by mohla oddálit paralýzu, která postihuje téměř všechny pacienty s ALS

souhrn: Terapie navržené DNA obnovily hladiny proteinu důležitého pro funkci motorických neuronů a obnovily aktivitu, která byla poškozena v důsledku ALS.

zdroj: Kalifornská univerzita, San Francisco

Téměř u všech lidí s amyotrofickou laterální sklerózou (ALS) a až v polovině všech případů Alzheimerovy choroby (AD) a frontotemporální demence se protein zvaný TDP-43 ztrácí ze svého normálního umístění v buněčném jádře.

To zase vede ke ztrátě statminu-2, proteinu důležitého pro regeneraci nervových buněk a udržení jejich spojení se svalovými vlákny, což je nezbytné pro kontrakci a pohyb.

Psaní ve vydání ze 16. března 2023 vědytým vědců vedený vedoucím autorem studie Donem Clevelandem, PhD, významným profesorem medicíny, neurověd a buněčné a molekulární medicíny na UC San Diego School of Medicine, s kolegy a jinde, prokázal, že ztrátu statminu-2 lze zachránit. pomocí léků navržených DNA.což obnovuje normální zpracování RNA kódující protein.

„S myšími modely, které jsme navrhli tak, aby nesprávně zpracovávaly jejich RNA statminu-2, jak je tomu u těchto lidských nemocí, ukazujeme, že podání jednoho z těchto umělých DNA léků do plodové vody obnoví normální hladiny statminu-2 v celém těle,“ řekl Cleveland. .

Cleveland je široce uznáván za vývoj konceptu designových léků DNA, které buď zapínají nebo vypínají geny spojené s několika degenerativními onemocněními stárnoucího lidského nervového systému, včetně ALS, AD, Huntingtonovy choroby a rakoviny.

Několik návrhářských DNA léků je v současné době v klinických studiích pro různé nemoci. Jeden z těchto léků je schválen k léčbě dětského neurodegenerativního onemocnění zvaného spinální svalová atrofie.

Nová studie staví na probíhajícím výzkumu Clevelandu a dalších ohledně role a ztráty TDP-43, proteinu spojeného s ALS, Alzheimerovou chorobou a dalšími neurodegenerativními poruchami. U ALS ztráta TDP-43 ovlivňuje motorické neurony, které inervují a spouštějí kontrakci kosterního svalstva, což způsobuje jejich zhoršení, což nakonec vede k paralýze.

READ  Fyzici z MIT objevili podivné hybridní částice zachycené dohromady super hustým „lepidlem“
Několik návrhářských DNA léků je v současné době v klinických studiích pro různé nemoci. Jeden z těchto léků je schválen k léčbě dětského neurodegenerativního onemocnění zvaného spinální svalová atrofie. Obrázek je ve veřejné doméně

„Téměř ve všech případech ALS dochází k agregaci TDP-43, proteinu, který funguje při zrání meziproduktů RNA kódujících několik proteinů. Snížená aktivita TDP-43 způsobuje chybnou agregaci proteinu kódujícího RNA Stathmin-2.“ , protein potřebný k udržení spojení motorických neuronů se svaly,“ řekl Cleveland.

„Bez statminu-2 se motorické neurony odpojí od svalů, což vede k paralýze, která je rysem ALS. Nyní jsme zjistili, že můžeme napodobit funkci TDP-43 pomocí designového léku na DNA, a tím obnovit správnou hladina proteinu Stathmin-2 RNA a hladina proteinu v nervovém systému savců.

Konkrétně výzkumníci upravili geny u myší tak, aby obsahovaly sekvenci lidského genu STMN2, a poté injikovali antisense oligonukleotidy – malé fragmenty DNA nebo RNA, které se mohou vázat na určité molekuly RNA, čímž blokují jejich schopnost vytvářet protein nebo měnit způsob, jakým bude finální RNA je sestavena – do myši.Cerebrospinální mok.

Injekce opravila nesprávné zpracování pre-mRNA STMN2 a obnovila expresi proteinu statminu-2 zcela nezávislou na funkci TDP-43.

„Naše zjištění pokládají základ pro klinickou studii k oddálení relapsu ALS udržováním hladin proteinu statminu-2 u pacientů s naším navrženým lékem na DNA,“ řekl Cleveland.

Spoluautoři jsou Michael W. Bogen, John Lopez-Erauskin, Melinda S. Beccari, Roy Mimon, Sonia Vazquez-Sanchez, Jonathan W. Artats a Eitan Axe, všichni z Ludwig Institute for Cancer Research – UCSD a UCSD. Ze’ev Melamed, Ludwigův institut pro výzkum rakoviny – UC San Diego, UC San Diego a Hebrejská univerzita v Jeruzalémě; Karen Ling, Payman Jafarnejad, Frank Rigo a S. Frank Bennett, všichni ve společnosti Ionis Pharmaceuticals; Amer Zuberi, Maximiliano Brisa, Elena Gonzalo Gil a Kathleen Lutz, všichni v Jackson Lab; Som Chaturvedi, Mariana Bravo-Hernandez, Vanessa Tobin a Stephen Moore, všichni na UC San Diego; L. Sandra Ndayambaje a Ana R. Agra de Almeida Quadros, Harvard Medical School; Clotilde Laguerre Turenne, Harvard University a Broad Institute of Harvard University a Massachusetts Institute of Technology.

READ  Graf: Méně než 0,1% očkovaných Američanů mělo pozitivní test na COVID-19

O tomto výzkumu genetiky a amyotrofické laterální sklerózy

autor: Scott LaVey
zdroj: Kalifornská univerzita, San Francisco
sdělení: Scott LaVey – Kalifornská univerzita
obrázek: Obrázek je ve veřejné doméně

Původní vyhledávání: Uzavřený přístup.
mechanismus STMN2 Kryptická sestřihová polyadenylace a její korekce na proteinopatii TDP-43Autor Don Cleveland a kol. vědy


shrnutí

mechanismus STMN2 Kryptická sestřihová polyadenylace a její korekce na proteinopatii TDP-43

úvod

Nukleární clearance a cytoplazmatická agregace RNA-vazebného proteinu TDP-43 je charakteristickým znakem neurodegenerativního onemocnění zvaného TDP-43 proteinopatie. To zahrnuje téměř všechny případy amyotrofické laterální sklerózy (ALS) a asi polovinu frontotemporální demence. U ALS se motorické neurony, které inervují kosterní svaly, zhoršují a způsobují jejich kontrakci, což vede k paralýze. Jedna z nejhojnějších mRNA motorických neuronů kóduje Stathmin-2, protein nezbytný pro regeneraci axonů a udržování neuromuskulárních spojení (NMJ). Ztráta funkčního TDP-43 je spojena se špatným zacházením STMN2 prekurzorová RNA, která je řízena použitím kryptických a polyadenylačních vazebných míst, produkujících zkrácenou RNA, která kóduje nefunkční fragment statminu-2.

odůvodnění

Vzhledem k tomu, že statmin-2 je nezbytný pro zotavení axonů po poranění a udržení NMJ, hlavním zájmem proteinopatií TDP-43 je určit mechanismus, kterým TDP-43 umožňuje správné zpracování STMN2 mRNA a pro vývoj metod pro obnovení syntézy statminu-2 v neuronech s dysfunkcí TDP-43.

Výsledek

Zjistili jsme, že TDP-43 se váže na prvek bohatý na 24 bází v rámci prvního intronu STMN2 pre-mRNA je vyžadována k potlačení kódovaného sestřihu a polyadenylace. Transformace tohoto vazebného motivu bohatého na GU do sekvence 19 bází vázané na protein kontaminující bakteriální plášť (MCP) MS2, který váže TDP-43 a vede ke konstitutivnímu chybnému zpracování STMN2. Správné zacházení s touto sazbou STMN2 pre-mRNA byla obnovena vazbou MCP, což ukazuje, že TDP-43 funguje normálně blokováním přístupu ke kódujícím místům pro faktory zpracovávající RNA. Další editace genomu odhalila, že pro iniciaci byl nezbytný kryptický 3′-sestřihový akceptor, a nikoli kódované polyadenylační místo. STMN2 Nesprávné zpracování pre-mRNA mRNA.

READ  Co o vás ví masážní terapeut po jednom sezení

Záchrana exprese statminu-2 a regenerace axonů po poranění bylo dosaženo v lidských motorických neuronech zbavených TDP-43 pomocí oligonukleotidů vázajících citrón (ASO). Humanizace (představením člověka STMN2 kryptický exon) citlivá myš Stmn2 na úroveň exprese TDP-43. Produkované humanizované myši střídající se s kódovaným exonem obsahujícím chronicky inaktivované vazebné místo TDP-43 Stmn2 Chybné zpracování pre-mRNA nezávisle na úrovni TDP-43. ASO byly identifikovány při injekci do mozkomíšního moku myší s humanizovanou inkorporací Stmn2 Špatné zpracování RNA, obnova mRNA Stathmin-2 a hladiny proteinů.

Závěr

Rozhodli jsme se vázat TDP-43 v prvním intronu a STMN2 Přístup pre-mRNA k faktorům zpracování RNA, které by rozpoznaly a použily kódované 3′ sestřihové místo, byl blokován. Identifikovali jsme efektory CRISPR a ASO, které cílí na získanou RNA STMN2 I když nízké TDP-43. Injekce ASO do mozkomíšního moku, možná humánní terapie, zachránila hladiny proteinu stathmin-2 v centrálním nervovém systému myší s chronicky týranými Stmn2 před mRNA.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *