Gluminančios ligos iššifravimas: mokslininkai atranda naują išsėtinės sklerozės taikinį

2023 Autorius: Bailey Leapman | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-09-16 15:47

Mokslininkai arčiau išspręs vieną iš daugelio išsėtinės sklerozės ir kitų demielinizuojančių ligų paslapčių, nes neseniai buvo atliktas Solko biologinių tyrimų institute atliktas tyrimas. Tyrimas atskleidė anksčiau nežinomą ryšį tarp dviejų jonų kanalų, kurie netinkamai suderinti gali sukelti daugybę keistų simptomų, būdingų šiai būklei.

Nr.

„Mūsų išvados suteikia viltį daugeliui milijonų IS sergančių pacientų“, – aiškina Howardo Hugheso medicinos instituto tyrėjas Terrence'as J. Sejnowskis, Solko instituto Kompiuterinės neurobiologijos laboratorijos vadovas ir vadovas, kuris vadovavo tyrimui. "Mes atradome naują taikinį, kuris gali būti veiksmingas. Šis konkretus kelias arba jonų kanalas yra pagrindinis šios ligos veikėjas, ir manome, kad manipuliavimas juo gali būti labai naudingas žmonėms, sergantiems IS."

Išsėtine skleroze serga maždaug 400 000 amerikiečių ir daugiau nei 2,5 milijono žmonių visame pasaulyje. Lėtinė, dažnai negalią sukelianti liga, pažeidžianti centrinę nervų sistemą, ji sukelia daugybę stulbinančių neurologinių simptomų, įskaitant tirpimą, dilgčiojimą, raumenų silpnumą, paralyžių ir regėjimo praradimą.

Manoma, kad tai atsiranda, kai imuninė sistema atakuoja mielino apvalkalą, izoliuojantį aksonus, nervines skaidulas, kurios perduoda elektrinius impulsus į smegenis ir iš jų bei tarp smegenyse esančių neuronų. Paprastai mielinas pagreitina aksonų perduodamus signalus, vadinamus veikimo potencialais.

Tačiau kai aksonai praranda izoliaciją, signalo laidumas nutrūksta, nes demielinizuoti aksonai nesugeba generuoti impulso, todėl prarandamas jutimas, silpnumas arba aklumas, arba aksonai tampa pernelyg jaudrūs ir per daug kompensuoja šaudydami. jei nėra įvesties, sukelia trūkčiojimą.

Pirmasis kompiuterinis aksoninio perdavimo modelis, sukurtas XX a. šeštajame dešimtmetyje milžiniškam kalmarų aksonui, kuriam trūksta mielino, stebėjo teigiamai įkrautus natrio ir kalio jonus, kurių judėjimas per neuronų membraną generuoja reikiamus elektrinius signalus. Remdamiesi šiuo modeliu, Sejnowskis ir jo komanda įtraukė mieliną į savo modelį, tada vieną iš skyrių demielinizavo ir įtraukė visus pakeitimus, kurie, kaip žinoma, įvyks dėl to.

"Jau seniai žinoma, kad du svarbiausi aksono jonai yra natris ir kalis", - sako Sejnowski."Mes panaudojome programą, kuri gali modeliuoti kiekvieną aksono dalį, suskaidydama ją į mažus segmentus, kad galėtume sekti į kiekvieną segmentą patenkančius ir išeinančius jonus. Ir tai, ką radome, mus tikrai nustebino."

Didžioji dalis ankstesnių klinikinių tyrimų buvo sutelkta į natrio kanalą, kuris yra atsakingas už veikimo potencialo inicijavimą, o daugelis vaistų nuo MS tikslų taip pat sutelkti į natrio kanalą. Nors natrio srovės padidinimas Sejnowki modelyje padidino signalą, visų nuostabai, tai buvo tankių santykis tarp natrio kanalo ir anksčiau ignoruotos, bet visur įtampai nejautrios kalio srovės, vadinamos nuotėkio srove, kuri nustato pagrindinę neuronas, kuris nustato, ar neuronai gali tinkamai suveikti.

Jei natrio lygis nukrenta, sumažėjęs nuotėkio srovė išlaikys signalą, o jei natris nukrenta, bet nuotėkio srovė ne, signalas gali nepavykti perduoti. Ir atvirkščiai, jei natrio lygis yra per didelis ir nuotėkio srovė nepadidėja, pacientas gali jausti trūkčiojimą. „Saugi“zona yra tarp dviejų ribų.

„Bandymas paveikti dviejų jonų kanalų pusiausvyrą yra visiškai naujas metodas, o vaistai, nukreipti į nuotėkio sroves, gali būti tokie pat svarbūs kaip tie, kurie nukreipti į natrio srovę“, – priduria Sejnowski. "Manau, kad tam tikru momentu turime gerą galimybę padėti IS sergantiems pacientams. Pirmas žingsnis yra suprasti, kas vyksta."

„Mūsų modelis siūlo naują daugelio ypatingų ir pertraukiamų simptomų, kuriuos patiria IS pacientai, paaiškinimą“, – sako pirmasis autorius Jay S. Coggan, ankstesniame darbe tyrinėjęs nuotėkio kanalus. "Pažeistas aksonas nuolat stengiasi išlaikyti tvarką funkciniame diapazone. Yra pavojus dešinėje ir kairėje. Įvairūs trikdžiai gali nustumti aksoną vienaip ar kitaip. Logiška, kad nuotėkio kanalai gali dalyvauti šiuose pokyčiuose."

Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, jų simptomai pablogėja, jei jie yra per šilti, bet pagerėja, jei jie atšaldomi, o tai susiję su tuo, kad šie kanalai priklauso nuo temperatūros. „Jei pacientas yra netoli vienos iš ribų ir tik šiek tiek „saugus“, įkaitęs jis gali patekti į gedimo zoną“, – priduria Cogganas. Todėl temperatūra rodo, prie kurios ribos artėja pacientas.

Nr.

Be Sejnowskio, Coggano ir Thomaso Bartolo iš Salko instituto, prie tyrimo prisidėjo Steve'as Prescottas, Pitsburgo universiteto Neurologijos katedros docentas.

Darbas finansuotas Howardo Hugheso medicinos instituto.