Zumindest in einer Laborschale - - Johns Hopkins Wissenschaftler haben neue Medikamente entwickelt , die erscheinen , um das Gehirn zerstörenden Auswirkungen einer genetischen Mutation bei der Arbeit in einigen Formen der zwei unheilbaren Erkrankungen zu stoppen , Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) und Demenz .
Sie stellten die Feststellung unter Verwendung von Neuronen sie von Stammzellen als pluripotenten Stammzellen ( iPS ), die von der Haut eines Menschen mit ALS , die ein Gen-Mutation , die mit dem Prozess der Herstellung von Proteinen für die normale Neuronen benötigt interferiert haben , abgeleitet sind bekannt geschaffen Funktion .
" Die Bemühungen zur Behandlung neurodegenerativer Krankheiten haben die höchste Ausfallrate für alle klinischen Studien ", sagt Jeffrey D. Rothstein , MD, Ph.D. , Professor für Neurologie und Neurowissenschaften an der Johns Hopkins University School of Medicine und Leiter des Forschungs beschrieben online in der Zeitschrift Neuron . "Aber mit dieser iPS -Technologie , wir denken, können wir eine genaue Untergruppe von Patienten mit einer spezifischen Mutation gezielt und erfolgreich zu sein. Es ist individuell Gehirn Therapie, genau die Art von Sache, die in der Krebs getan wurde , aber noch nicht in der Neurologie . "
Wissenschaftler im Jahr 2011 entdeckt, dass mehr als 40 Prozent der Patienten mit einer vererbten Form von ALS und mindestens 10 Prozent der Patienten mit nicht- ererbten sporadischen Form haben eine Mutation in dem Gen C9ORF72 . Die Mutation tritt auch häufig bei Menschen mit Pickatrophie , die zweithäufigsteForm der Demenz nach Alzheimer-Krankheit . Die gleiche Forschung erschienen , um zu erklären , warum manche Menschen entwickeln sowohl ALS und die Demenz und gleichzeitig , dass in einigen Familien , könnte man Geschwister ALS entwickeln während ein anderer Demenz zu entwickeln.
Im C9ORF72 Gen einer normalen Person , gibt es bis zu 30 Wiederholungen von einer Reihe von sechs DNA Buchstaben ( GGGGCC ); aber bei Menschen mit genetischen Panne kann der String wiederholt tausende Male . Rothstein , der auch Direktor des Johns Hopkins Brain Science Institute und der Robert Packard Zentrum für ALS- Forschung, nutzte seine große Bank von iPS -Zelllinien von ALS-Patienten mit der Mutation zu identifizieren C9ORF72 mehrere , dann experimentiert mit ihnen , um herauszufinden, den Mechanismus , mit dem die " Wiederholungen " wurden das Gehirn Zelltod Merkmal ALS verursachen .
In einer Reihe von Experimenten , Rothstein sagt , entdeckten sie, daß in iPS Neuronen mit der Mutation wird das Verfahren zur Verwendung des DNA- Bauplan von RNA zu produzieren, und dann Proteins aufgeschlossen. Normalerweise , RNA - Bindungsproteine erleichtern die Produktion von RNA . Stattdessen in den iPS- Neuronen mit dem C9ORF72 Mutation , die RNA aus den wiederkehrenden GGGGCC Saiten wurde Bündeln auf, Gummieren der Werke wie Fliegenfänger wirken und faßt die äußerst wichtige RNA -bindende Proteine , darunter eine als ADARB2 bekannt, benötigt die richtige Herstellung von vielen anderen zellulären RNAs . Insgesamt machte die C9ORF72 Mutation die Zelle erzeugen ungewöhnliche Beträge für viele andere normale RNAs und machte die Zellen sehr sensitiv auf Stress .
Um diesem Effekt entgegenzuwirken , entwickelten die Forscher eine Reihe von chemischen Verbindungen gezielt das Problem. Diese Verbindung verhielt sich wie eine Beschichtung , die übereinstimmt mit dem GGGGCC wiederholt wie Velcro , halten die Fliegenfänger - ähnlichen Wiederholungen aus zieht den Köder , so dass die RNA -bindendes Protein , seine Arbeit richtig zu machen .
Rothstein sagt Isis Pharmaceuticals half bei der Entwicklung viele der untersuchten Verbindungen und , in enger Zusammenarbeit mit der Johns Hopkins -Teams, konnte durch Testen an einem menschlichen ALS-Patienten mit dem C9ORF72 Mutation in den nächsten Jahren zu beginnen. In Zusammenarbeit mit den National Institutes of Health , ist geplant, bereits im Gange zu beginnen, um eine Gruppe von Patienten mit der Mutation C9ORF72 für die zukünftige Forschung zu identifizieren.
Rita Sattler, Ph.D., Assistant Professor für Neurologie an der Johns Hopkins und der Co-Investigator der Studie, sagt , ohne iPS -Technologie würde das Team eine schwierige Zeit, das Studium der C9ORF72 Mutation hatten. " In der Regel Wissenschaftler Ingenieur Nagetieren mit Mutationen , die die Menschen Pannen sie versuchen zu erforschen und dann studieren sie zu imitieren ", sagt sie . "Aber die Art der mehrfachen Wiederholungen gemacht , dass fast unmöglich. " Die iPS-Zellen hat den Job genauso gut oder sogar besser als Tiermodell , Sattler sagt , zum Teil, weil die Experimente konnten mit menschlichen Zellen durchgeführt werden.
" Ein iPS -Zelllinie kann effektiv und schnell verwendet werden, um Krankheitsmechanismen zu verstehen und als Instrument für die Therapieentwicklung , " Rothstein erstellt. " Jetzt müssen wir sehen, ob unsere Ergebnisse in eine wertvolle Behandlung für den Menschen zu übersetzen. "
Die Forscher analysierten auch Hirngewebe von Menschen mit der C9ORF72 Mutation , die von ALS gestorben. Sie sahen Beweis hierfür Bündeln und gefunden, dass die Vielzahl von Genen , die als Folge dieser Mutation in der IPS-Zellen verändert wurden, waren auch abnormal im Hirngewebe , was zeigt, dass iPS kann eine getreue Werkzeug, um die menschliche Krankheit zu studieren und entdecken wirksame Therapien .
In Zukunft werden die Wissenschaftler bei Rückenmarksflüssigkeit von ALS-Patienten mit der Mutation C9ORF72 sehen , auf der Suche nach Proteinen, die sowohl in dem Fluid und den iPS-Zellen gefunden wurden . Dies kann die Wirkung auf Marker, die von Ärzten untersucht , um zu sehen , wenn die Behandlung wirkt , wenn die medikamentöse Therapie , klinische Studien bewegt werden entwickeln zu ebnen.
ALS, manchmal bekannt als Lou -Gehrig-Krankheit , Für die Yankee- Baseball- große , die daran gestorben benannt , zerstört Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark , die willkürliche Muskelbewegungsteuern. Die Nervenzellen verkümmern oder sterben, und kann nicht mehr Nachrichten , die Muskeln zu senden , was schließlich zu Muskelschwächung, Zucken und die Unfähigkeit, die Arme, Beine und Körper zu bewegen führt. Die Krankheit beginnt in der Regel etwa im Alter von 50 und Tod innerhalb von drei bis fünf Jahren nach der Diagnose oft auftritt. Etwa 10 Prozent der Fälle sind erblich . Es gibt keine Heilung für ALS , und es ist nur eine von der FDA zugelassenen medikamentösen Behandlung , die nur eine geringe Wirkung bei der Verlangsamung den Krankheitsverlauf und die Erhöhung Überleben hat , stellt fest, Rothstein .