Mutacje w KIF5A Według ostatnich badań, gen związany z niektórymi przypadkami stwardnienia zanikowego bocznego (ALS) może prowadzić do upośledzenia regeneracji jednostek motorycznych, które nasilają się wraz z wiekiem.

Jednostki motoryczne – komórki nerwowe zaangażowane w ruch i włókna mięśniowe, z którymi wchodzą w interakcje – wykazywały słabą regenerację po urazie u młodszych myszy KIF5A mutacje. Wraz z wiekiem konserwacja i naprawa jednostek motorycznych odnotowała dalsze spadki.

W sumie naukowcy uważają, że utrata jednostek motorycznych wraz z wiekiem – naturalny proces – może zostać przyspieszona KIF5A mutacje u pacjentów z ALS.

„Nasze odkrycia mogą doprowadzić do lepszego zrozumienia, w jaki sposób rozwija się ALS u osób z tą mutacją” – powiedział dr Stephen Kolb, profesor neurologii, chemii biologicznej i farmakologii na Uniwersytecie Stanowym Ohio oraz główny badacz badania. komunikat prasowy uczelni.

Badania, „Upośledzone odzyskiwanie i konserwacja jednostki motorycznej w modelu myszy knock-in w wariancie Kif5a związanym z ALS”, została opublikowana w Neurobiologia chorób.

KIF5A jest genem kodującym produkcję KIF5A, białka, które ułatwia transport krytycznego ładunku komórkowego wzdłuż projekcji komórek nerwowych lub aksonów.

Badania genetyczne na dużą skalę wykazały, że mutacje w KIF5A są związane z ALS, chorobą neurodegeneracyjną charakteryzującą się postępującą utratą ruchowych komórek nerwowych. Mutacje te mają tendencję do wpływania na region białka, który wiąże się z jego ładunkiem, upośledzając transport aksonalny, a także sprawiają, że białko jest bardziej podatne na tworzenie grudek.

rekomendowane lektury

Model myszy z KIF5A przetestowany wariant

Teraz amerykańscy naukowcy postanowili dowiedzieć się więcej o mechanizmach, dzięki którym te mutacje mogą przyczynić się do rozwoju choroby neurodegeneracyjnej. Opracowali genetycznie nowy model myszy, który zawierał wcześniej zidentyfikowaną mutację lub wariant związany z ALS, w KIF5A.

Naukowcy odkryli, że jednoroczne myszy, w wieku odpowiadającym dorosłości, z jedną lub dwiema kopiami wariantu, wykazywały normalne wskaźniki przeżywalności, wagę i funkcje motoryczne w porównaniu z kontrolnymi myszami bez wariantu.

Jednak zmodyfikowane zwierzęta wykazywały oznaki upośledzonej regeneracji jednostek motorycznych po urazie nerwu.

Zwykle jednostki motoryczne u myszy w tym wieku zostaną utracone w odpowiedzi na uszkodzenie nerwu, ale powrócą do zdrowia. Konsekwentnie, zdrowe myszy całkowicie przywróciły jednostki motoryczne cztery miesiące po urazie – znacząca różnica w porównaniu z myszami z KIF5A mutacją, która miała jeszcze wtedy zmniejszone jednostki motoryczne.

Po urazie zmutowane myszy wykazywały zmniejszoną wielkość komórek nerwowych i reorganizację połączenia nerwowo-mięśniowego, miejsca, w którym komórki nerwowe i mięśniowe spotykają się, aby się komunikować.

Takie niepełne wyzdrowienie „sugeruje, że do pełnego wyzdrowienia może być wymagany proces zależny od KIF5A” – napisali naukowcy.

Naukowcy odkryli również, że jak KIF5A zmutowane myszy w starszym wieku zaczęły wykazywać zmniejszenie jednostek motorycznych niezależnie od urazu, co wskazuje na zmniejszoną konserwację i odporność. Starsze zwierzęta mają jeszcze bardziej niepełny powrót do zdrowia po urazie niż w młodszym wieku.

Mutacje KIF5A, proces starzenia wskazany jako czynniki napędzające neurodegenerację

W sumie odkrycia wskazują, że interakcja między KIF5A mutacje i proces starzenia mogą być odpowiedzialne za napędzanie neurodegeneracji u pacjentów z ALS.

„Ludzie, którzy mają warianty KIF5A związane z ALS, wydają się zdrowi przez dziesięciolecia przed wystąpieniem objawów” – zauważył Kolb. „Nasze odkrycia sugerują, że początek choroby u tych osób może wynikać z nagromadzenia stresorów, takich jak uszkodzenie nerwów i zmiany spowodowane starzeniem, co skutkuje niepowodzeniem naprawy uszkodzeń przez aksony i utrzymania jednostek motorycznych”.

Chociaż naukowcy uważają, że ich nowy mysi model jest reprezentatywny dla ludzkiej mutacji ALS – a zatem może być ważnym narzędziem badawczym – zauważyli, że myszy nie wykazują tej samej jawnej degeneracji komórek nerwowych, co pacjenci.

Według Kolba problem ten nie jest unikalny dla tego modelu myszy i stanowi „odwieczne wyzwanie w badaniach nad ALS”.

Mimo to „przyszłe prace na tych myszach są uzasadnione” – napisali naukowcy, zauważając, że takie badania powinny przetestować potencjalne podejścia terapeutyczne do ukierunkowania KIF5A w SLA.