Terapia experimentală ajută celulele cerebrale să evite delețiile genetice
Cercetătorii de la Fralin Biomedical Research Institute at VTC au descoperit modul în care o terapie experimentală poate ajuta celulele cerebrale să depășească efectele unei deleții genetice care cauzează boli.
Această terapie, în loc să repare deleția și consecințele ei imediate, redirecționează dezvoltarea cerebrală, sprijinind neuronii expuși riscurilor să crească și să se conecteze mai normal.
Rezultatele, publicate în Disease Models & Mechanisms, sugerează că anumite tulburări genetice ale creierului ar putea fi tratate prin vizarea mecanismelor celulare perturbate de o modificare genetică, în loc de repararea modificării genetice în sine.
Studiul s-a concentrat pe sindromul de deleție 22q11.2, a doua cea mai comună tulburare de deleție genetică și unul dintre cei mai puternici factori de risc genetic pentru schizofrenie la oameni. Sindromul afectează aproximativ una din fiecare 2.000 până la 4.000 de nașteri și este, de asemenea, asociat cu tulburarea spectrului autist și o gamă de provocări cognitive și de dezvoltare.
Folosind un model de șoarece pentru sindromul 22q11.2, cercetătorii au identificat stresul oxidativ – o acumulare de molecule de oxigen dăunătoare în interiorul celulelor cerebrale – ca un contributor cheie la dezvoltarea anormală a creierului.
Ulterior, au tratat șoarecii cu N-acetilcisteină (NAC), un antioxidant care trece eficient prin bariera hematoencefalică, pentru a determina dacă reducerea acestui stres ar putea restabili creșterea și conectivitatea sănătoasă.
Tratamentul a îmbunătățit sănătatea mitocondriilor, a întărit conexiunile dintre neuroni și a restabilit creșterea dendritelor – extensiile asemănătoare ramurilor ale neuronilor care primesc semnale sinaptice de la alți neuroni, facilitând comunicarea în rețelele neuronale ale creierului.
Pentru a ilustra, gândiți-vă la o ocolire în jurul unei rețele de drumuri sinuoase unde mai mulți copaci au căzut. Ocolul vă duce totuși la destinație, chiar dacă ruta originală rămâne blocată. În acest caz, terapia activează un set diferit de gene care ajută neuronii să formeze circuite cerebrale funcționale în ciuda deleției genetice.
Cercetătorii au descoperit că terapia nu a restabilit activitatea genelor perturbate de deleție. În schimb, a activat o rețea diferită de gene care a permis neuronilor să atingă multe dintre aceleași rezultate de dezvoltare.
„Acest lucru a fost surprinzător, deoarece presupunerea din spatele celor mai multe terapii este că trebuie să restabilim expresia genică la starea sa normală”, a declarat LaMantia. „Descoperirile noastre sugerează că acest lucru poate să nu fie întotdeauna posibil sau chiar necesar. Poate exista un beneficiu terapeutic din adoptarea unei rute alternative.”
Studiul ajută, de asemenea, la explicarea motivului pentru care terapia îmbunătățește funcția cerebrală. În loc să înlocuiască neuronii pierduți, tratamentul a întărit conexiunile dintre neuronii care au rămas, restabilind puterea cumulată a semnalelor de comunicare din circuitele cerebrale care stau la baza învățării și flexibilității cognitive.
În modelul de șoarece, aceste îmbunătățiri au fost însoțite de o performanță mai bună în sarcinile comportamentale care depind de aceste circuite.
Deși sunt necesare cercetări suplimentare înainte ca rezultatele să poată fi traduse în terapii pentru oameni, studiul indică o nouă modalitate de a privi tratamentele pentru tulburările genetice ale creierului, a afirmat LaMantia. În loc să încerce să corecteze fiecare gen sau cale moleculară perturbată, cercetătorii ar putea să valorifice abilitatea naturală a rețelelor genice de a ajuta celulele cerebrale să se dezvolte mai normal.
„Rețelele genice sunt remarcabil de flexibile”, a adăugat LaMantia. „Este posibil să putem dezvolta terapii care să angajeze această flexibilitate în loc să încercăm să corectăm o perturbare genetică sau moleculară specifică care poate fi prea dificil de manipulat direct.”
