Cercetătorii din California studiază inversarea neurodegenerării prin eliminarea poluării cu ARN
Cercetătorii de la Universitatea din California, San Diego, Institutul Salk și Sanford Burnham Prebys au primit un grant de 13 milioane de dolari pe o perioadă de patru ani de la Institutul Californian pentru Medicină Regenerativă (CIRM) pentru a explora modalități de a inversa neurodegenerarea legată de vârstă prin eliminarea a ceea ce cercetătorii numesc „poluare cu ARN” în neuronii îmbătrâniți.
Obiectivul principal este de a dezvolta terapii noi pentru a proteja împotriva bolilor neurodegenerative.
Pe măsură ce celulele nervoase îmbătrânesc, ele comit adesea erori în procesarea instrucțiunilor genetice (ARN). Acest lucru generează poluare cu ARN, care se acumulează de-a lungul decadelor, stresând celulele și făcând creierul extrem de vulnerabil la afecțiuni precum Alzheimer, Parkinson și Scleroză Laterală Amiotrofică (ALS), conform principalului investigator Gene Yeo, PhD, profesor de medicină celulară și moleculară la UC San Diego School of Medicine și director al Centrului pentru Tehnologii și Terapie ARN.
„Dacă ai o mutație genetică predispozantă pentru neurodegenerare, modelul nostru de lucru este că mutația, prin ea însăși, nu este suficientă până când nu există această poluare cu ARN legată de vârstă”, a afirmat Yeo, care este, de asemenea, director al Centrului de Inovație de la Sanford Stem Cell Institute. „Combinația rezultă într-o boală dependentă de vârstă.”
În loc să se concentreze pe simptomele tardive ale bolilor neurodegenerative, cum ar fi aglomerările de proteine în creier, inițiativa de cercetare va investiga cauzele fundamentale ale îmbătrânirii celulare. Echipa va abandona modelele animale tradiționale și metodele standard de celule stem, care adesea nu replică îmbătrânirea umană.
De obicei, când oamenii de știință folosesc celule din pielea pacienților pentru a crea celule stem pentru cercetări asupra creierului, procesul „rejuvenează” celulele, ștergându-le vârsta biologică și orice poluare acumulată cu ARN. În cadrul acestui studiu, însă, cercetătorii vor utiliza o tehnică numită transdiferențiere pentru a transforma celulele de piele ale pacienților direct în neuronii induși (iNs). Aceste celule păstrează vârsta pacienților din care provin, făcând posibilă studierea modului în care se formează poluarea cu ARN.
Echipa va cartografia semnăturile poluării cu ARN în peste 200 de linii de celule și fluide biologice ale pacienților, cum ar fi lichidul spinal și plasma sanguină, pentru a înțelege cum diferă deteriorarea între creierele sănătoase în procesul de îmbătrânire și cele afectate de boli neurodegenerative. De asemenea, se va investiga cum o defalcare a producției de energie celulară de către mitocondrii contribuie la acumularea poluării cu ARN.
Utilizând robotică avansată, cercetătorii vor efectua screening-uri pentru mii de tratamente potențiale care pot curăța poluarea cu ARN și restabili neuronii la o stare sănătoasă, inclusiv medicamente cu moleculă mică deja aprobate de FDA pentru alte afecțiuni și terapii țintite cu ARN.
Cele mai promițătoare candidaturi terapeutice vor fi testate pe „iSpheroids”, modele avansate 3D ale țesutului cerebral uman, și, în cele din urmă, în modele animale pentru a asigura o șansă ridicată de succes al terapiilor în rândul pacienților umani.
„Hipoteza noastră este că, dacă putem încetini dereglementarea dependentă de vârstă a ARN-ului, chiar și în cazul în care ai o mutație care este un declanșator pentru neurodegenerare, vei fi totuși rezistent la aceasta, deoarece neuronii tăi vor menține o reziliență tânără”, a precizat Yeo.
CIRM este o agenție de stat care susține dezvoltarea terapiilor inovatoare cu celule stem și gene pentru o varietate de boli. „Inversarea neurodegenerării dependente de vârstă prin eliminarea poluării cu ARN” este una dintre cele șase premii CIRM Discovery (DISC4) acordate cercetătorilor din California, care au fost aprobate pentru un total combinat de 80 de milioane de dolari în finanțare.
Această inițiativă de cercetare îndrăzneață reflectă angajamentul UC San Diego de a avansa frontierele științei medicale și de a traduce descoperirile fundamentale în soluții de sănătate tangibile pentru unele dintre cele mai dificile boli cu care ne confruntăm astăzi. Într-o perioadă de incertitudine a finanțării federale pentru cercetare, investiția susținută de CIRM este indispensabilă, susținând lucrările cu risc ridicat și impact mare care vor deschide calea pentru următoarea generație de terapii inovatoare care vor proteja milioane de oameni de boli neurodegenerative devastatoare.
