Ein team von Forschern, geführt von den Wissenschaftlern an der Universität von Toronto (U of T) verzögerte sich der Beginn der amyotrophen Lateralsklerose (ALS) in Mäusen. Sie sind vorsichtig optimistisch, dass das Ergebnis, in Kombination mit anderen klinischen Fortschritte, verweist auf eine mögliche Behandlung für ALS in Menschen.
Allgemein bekannt als Lou-Gehrig-Krankheit, ALS, verursacht durch die degeneration und den Verlust von Nervenzellen, die Muskeln Steuern. Es gibt keine Heilung für ALS, die derzeit auf zwischen 2.500 und 3.000 Kanadier.
„Unser experiment zutiefst verzögert die Krankheit durch die Verhinderung der degeneration von Nervenzellen in den Kortex des Gehirns“, sagt Melanie Woodin, ein professor in der Abteilung für Zell-& Systembiologie (CSB) an der U of T-und ein co-Autor der Studie, vor kurzem veröffentlicht im Gehirn.
„Es verzögert typische Symptome von ALS wie der Verschlechterung der motorischen Fähigkeiten und Gewichtsverlust. Es erhöht auch die überlebensrate.“
Das Ergebnis wurde erzielt in den Mäusen, die besaß die gleiche gen-mutation (SOD1) in einigen menschlichen ALS-Patienten. Die Forscher gezielt Neuronen im motorischen cortex, der region, des Gehirns, der steuert, Muskeln—mit ein engineered protein, das entworfen, um zu korrigieren ein Ungleichgewicht in Neuronen bezeichnet als übererregbarkeit.
„Neuronen kommunizieren miteinander über synaptische übertragung, welche beinhaltet sowohl die Freisetzung von chemischen Botenstoffe und elektrische Aktivität“, erklärt Woodin. „Diese Kommunikation kann entweder erregend oder hemmend. Die Anregung ist wie das Gaspedal im Auto und die Hemmung ist das Bremspedal. Zu viel gas und du wirst Geschwindigkeit von der Straße ab; zu viel Bremse, und Sie gehen nicht überall. So, zu fahren, richtig, Sie brauchen ein Gleichgewicht zwischen den beiden.“
In einem gesunden Gehirn, ein Gleichgewicht zwischen Erregung und Hemmung sorgt für die richtige Gehirn-Funktion—ermöglicht es uns, zu lösen mathematische Probleme, abrufen von Erinnerungen und fühlen Sie die emotion. Aber zu viel Erregung im Gehirn die Neuronen führen kann, neurologische Störungen wie Krampfanfälle, Epilepsie, neuropathischen Schmerzen, Autismus-Spektrum-Störungen, Schizophrenie und ALS.
Während die menschliche SOD1 mutation display ausgeprägte kortikale übererregbarkeit in dem Jahrzehnt vor dem Ausbruch des ALS, es war nicht klar, es war die Ursache von neuronaler degeneration. „Wir wussten vorher, dass es war eine sehr Tiefe Ungleichgewicht zwischen Hemmung und Erregung in der region des Gehirns, die steuert Bewegung“, sagt Woodin. „Aber das hat uns nicht gesagt, ob diese übererregbarkeit verursacht das auftreten der Symptome.“
„Wir wissen jetzt,“ sagt Woodin. „Dass in der ALS-Mäuse, die mit der SOD1-mutation, übererregbarkeit im motorischen cortex ist die Ursache für den Ausbruch der Krankheit.“
Ein Weg, um eine mögliche Behandlung in den Menschen
„Das Ergebnis ist wichtig, denn es weist einen Weg für eine mögliche Behandlung in den Menschen“, sagt Woodin, der auch der Dekan der U of T die Fakultät der Künste & Wissenschaft.
Der Optimismus, dass das Ergebnis könnte schließlich auch dazu führen, eine Behandlung beim Menschen wird gestärkt durch die Tatsache, dass es umfasst Vorschüsse, die noch verwendet werden, aber zusammen, die sich auf Ihre eigenen.
Woodin und Ihre Kollegen sind die Kombination advances in viral-Technologie mit einem revolutionären Verfahren in der Neurowissenschaft genannt chemogenetics. Proteine, deren Struktur verändert wurden eingeführt in Mäusen, die über einen virus ausgeliefert und Neuronen im primären motorischen Kortex.
Dort angekommen, wurden Sie aktiviert, wobei eine pharmazeutische Droge—aber eine, die nicht genehmigt für Gebrauch in den Menschen. Aber auch andere Wissenschaftler haben gezeigt, dass ein Medikament namens Clozapin, zugelassen für den Einsatz beim Menschen für die Behandlung von bestimmten psychiatrischen Störungen, könnte auch die Aktivierung der protein.
„Die Clozapin Entdeckung war ein Spiel-wechsler für unsere Arbeit“, sagt Woodin. „Es zeigte sich ein klarer Weg für die klinische übersetzung, die war einfach nicht da, wenn wir zuerst unsere Hypothese.“
Und während chemogenetics arbeitete in der aktuellen Studie, die derzeit nicht verwendet in menschlichen Patienten, im Teil, weil die Herausforderung bei der Bereitstellung der chemogenetic „tool“ an die richtige Neuronen. Aber eine innovation, die Pionierarbeit für den menschlichen Gebrauch, die von Dr. Lorne Zinman und Dr. Agessandro Abrahao bietet eine vielversprechende alternative.
Zinman und Abrahao testen ein nicht-invasives Verfahren zu liefern, die therapeutische Wirkstoffe zu den motorischen Kortex von ALS-Patienten. Das Gehirn wird geschützt durch eine Natürliche Barriere, die verhindert das Krankheitserreger wie Bakterien und Viren, sondern auch hält Therapeutika, wie z.B. Drogen und Proteine. Mit der neuen Technik, die Blut-Hirn-Schranke vorübergehend und sicher geöffnet zu liefern, die ein protein zur gezielten Regionen des Gehirns.
Zinman, ein co-Autor auf dem Papier ist, läuft der ALS-Klinik an Sunnybrook Health Sciences Centre und ist associate professor an der University of Toronto. Abrahao ist ein assistant professor in der Abteilung von Medizin an U von T und außerordentlicher Wissenschaftler am Sunnybrook.
„Dieser Fortschritt in der Verringerung der kortikalen übererregbarkeit hat das Potenzial, einen großen Einfluss auf die Behandlung ALS Menschen“, sagt Zinman. „Viel mehr Arbeit ist erforderlich, aber dieser Fortschritt zeigt großes Versprechen gegenüber ein Pfad zum stoppen dieser Krankheit.“
Laut Dr. David Taylor, vice president of research bei ALS in Kanada“, Trotz der Tatsache, dass die beiden oberen motorischen Neuronen in der Großhirnrinde und unteren motor-Neuronen in den Körper verkommen in ALS, viel von der Forschung bisher ignoriert die Rolle des oberen motorischen Neuronen.“