Modele preclinice identifică modificările genetice care cauzează leziuni nervoase în scleroza multiplă
Peste 1 milion de persoane din Statele Unite trăiesc cu scleroză multiplă (SM), o afecțiune care afectează creierul, nervii optici și coloana vertebrală. SM este o boală imprevizibilă, cu simptome precum oboseală copleșitoare, spasme musculare și probleme de vedere, care apar și dispar pe parcursul unor zile, luni sau chiar ani. Studiul daunelor subiacente aduse sistemului nervos este esențial pentru identificarea unor noi paradigme de tratament pentru SM.
Katrina Adams, neurobiolog la Universitatea Notre Dame, cercetează rolul pe care îl are pierderea și regenerarea mielinei în progresia SM. Mielina este o substanță grasă care protejează celulele nervoase, învelind axonii creierului, similar cu modul în care izolația din plastic protejează firele electrice. Daunele și umflăturile care urmează pierderii de mielină în SM formează leziuni distincte, care variază în dimensiune, număr și locație în sistemul nervos.
Din cauza dificultății de a colecta probe de țesut viabile de la pacienții cu boală progresivă, oamenii de știință se bazează pe modele biologice preclinice. Un nou studiu realizat de grupul de cercetare al lui Adams, publicat astăzi în Nature Communications, compară empiric pentru prima dată două modele predominante – cuprizona (CPZ) și lizofosfatidilcolina (LPC) – pentru studierea pierderii și regenerării mielinei în SM.
„Analiza noastră a acestor două modele de pierdere și regenerare a mielinei oferă o hartă bazată pe dovezi științifice solide, pe care sperăm să o avansăm în studiul SM și al bolilor asociate”, a declarat Adams, care este profesor asistent Gallagher în Departamentul de Științe Biologice.
Modelele CPZ și LPC sunt folosite în mare parte interschimbabil. Deși ambele modele degradează mielina, cronologia și localizarea pierderii de mielină diferă între cele două. CPZ provoacă o pierdere extinsă a mielinei pe parcursul a câteva săptămâni. LPC, pe de altă parte, induce o leziune într-un singur loc în doar câteva zile. Această nouă cercetare, care a fost finanțată de Societatea Națională de Scleroză Multiplă, subliniază scenariile specifice în care un model este mai potrivit, în funcție de aspectul SM care este investigat.
Dacă studiați celulele care produc mielina și ce se întâmplă cu ele în SM – sunt stresate, mor sau încearcă să se repare? – CPZ este mai bun, deoarece pierderea de mielină este mai treptată. Pentru a studia celulele imune care răspund la pierderea de mielină, LPC poate fi mai potrivit, deoarece răspunsul imunitar este mai agresiv decât în cazul CPZ.”
Pe lângă compararea CPZ și LPC între ele, echipa lui Adams a analizat, de asemenea, leziunile rezultate din fiecare model preclinic, alături de date obținute din probe de țesut uman cu SM. Cercetătorii au construit hărți genetice pentru fiecare tip de țesut cu ajutorul secvențierii ARN la nivel de celulă unică, permițându-le să examineze modificările genetice care au avut loc ca răspuns la demielinizare.
„Prin potrivirea fiecărui model cu caracteristici observate în țesutul bolnav de la pacienți reali, putem fi siguri că țintim lucruri care cauzează efectiv boala la pacienții umani”, a spus Adams. „Există atât de multe căi potențiale de urmat, așa că vrem să ne asigurăm că drumul ales are relevanță directă pentru pacienții cu SM.”
Pe lângă diferențele fenotipice, modificările genetice în celulele bolnave variază între cele două modele – un domeniu de explorare viitoare pentru grupul de cercetare al lui Adams.
„Am fost surprinși să vedem mai multe variații genetice interesante în anumite tipuri de celule, dar nu știm încă dacă aceste schimbări încurajează sau descurajează regenerarea mielinei”, a spus Adams. „Aflarea mai multor informații despre aceste schimbări în expresia genelor ar putea dezvălui cum afectează SM sistemul nervos și cum răspunde organismul la aceasta, ceea ce este o fundație esențială pentru dezvoltarea de noi terapii.”
Deoarece episoadele de SM sunt declanșate în principal de reacția sistemului imunitar la leziuni – care atacă, de asemenea, celulele sănătoase – tratamentele clinice actuale se concentrează pe calmarea acestui răspuns autoimun. Regenerarea mielinei pierdute în leziunile SM, pe de altă parte, rămâne o țintă promițătoare, dar încă nerealizată pentru medicamente.
„Utilizarea strategică a acestor două modele preclinice este esențială pentru a traduce perspectivele în terapii care ar putea restabili mielina pierdută”, a spus Adams. „Trebuie să înțelegem mai bine procesul de demielinizare pentru a trata una dintre cauzele fundamentale ale acestei afecțiuni debilitante.”
