محققان MIT با ترکیب اطلاعات بسیاری از خوشه های داده بزرگ ، چندین هدف بالقوه جدید را برای درمان یا جلوگیری از بیماری آلزایمر تعیین کرده اند.
این مطالعه ژنهای غیر مرتبط و مسیرهای سلولی ، از جمله یکی از ترمیم DNA را نشان داده است. تعیین اهداف دارویی جدید بسیار مهم است ، زیرا بیشتر داروهای آلزایمر تا این لحظه توسعه یافته اند به همان اندازه که او امیدوار بود.
این تیم که با محققان دانشکده پزشکی هاروارد کار می کرد ، از داده های انسان و مگس های میوه ای برای توصیف مسیرهای سلولی مرتبط با تولید عصبی استفاده کرد. این امر به آنها این امکان را می دهد تا روشهای دیگری را برای کمک به توسعه آلزایمر شناسایی کنند.
ارنست فرینکل ، استاد علوم بهداشتی و فناوری در زمینه علوم بهداشتی و فناوری در بخش مهندسی بیولوژیکی و نویسندگان ارشد وی گفت: “این نشان می دهد که روش های مختلفی در پیشرفت پیشرفت آلزایمر وجود دارد ، بنابراین می توان داروهای مؤثر را بسیار دشوار کرد.
دکتری متیو لیفنتال ’۲۵ نویسنده اصلی روزنامه است. امروز قابل مشاهده است ارتباط طبیعتبشر
جاده های جایگزین
در چند دهه اخیر ، بسیاری از مطالعات معتقدند که بیماری آلزایمر در اثر تجمع پلاک های آمیلوئید در مغز ایجاد شده است ، که باعث ایجاد یک سری از حوادث می شود که منجر به تولید عصبی می شود.
تعداد معدودی از داروها برای جلوگیری یا تجزیه این پلاک ها تهیه شده اند ، اما این داروها اغلب هیچ تأثیر چشمگیری در پیشرفت بیماری ندارند. به امید تعیین اهداف جدید مواد مخدر ، بسیاری از دانشمندان اکنون در تلاشند مکانیسم های دیگری را که می تواند در پیشرفت آلزایمر نقش داشته باشد ، آشکار کنند.
FRA می گوید Fraenkel می گوید: “یک احتمال این است که شاید آلزایمر بیش از یک علت داشته باشد و ممکن است عوامل زیادی وجود داشته باشد که حتی در یک فرد مجرد نیز نقش داشته باشد ، Fra می گوید Fraenkel. و سپس اگر می توانید به همه دلایل بیماری ضربه بزنید ، شانس بیشتری برای مسدود کردن و حتی معکوس کردن برخی از ضررها دارید. “
برای تلاش برای تعریف برخی از این عوامل ، آزمایشگاه Fraenkel با Mel Feany ، استاد آسیب شناسی در مدرسه هاروارد و یک ژنتیک متخصص در ژنتیک مگس میوه کار کرد.
Feany و دیگران در آزمایشگاه ، که از مگس های میوه ای به عنوان یک مدل استفاده می کنند ، صفحه ای را ساختند که تقریباً به هر ژن حفظ شده بیان شده در نورونهای مگس اشاره شده بود. آنها سپس اندازه گیری کردند که آیا هر یک از این تخریب ژن ها تاثیری در سن تولید عصبی مگس ها دارد. این امر به آنها این امکان را داد تا حدود ۲۰۰ ژن را که باعث شتاب عصبی شده است ، شناسایی کنند.
برخی از این موارد قبلاً برای پروتئین های به نام presenilins که در شکل گیری ژن ها و پروتئین های آمیلوئید برای پروتئین پیشگام آمیلوئید نقش دارند ، به تولید عصبی تبدیل شده اند.
محققان سپس این داده ها را با استفاده از الگوریتم های شبکه تهیه شده توسط آزمایشگاه Fraenkel برای چند سال گذشته تجزیه و تحلیل کردند. اینها الگوریتم هایی هستند که می توانند اتصالات بین ژنهایی را که ممکن است در همان جاده ها و توابع سلولی گنجانده شوند ، تعریف کنند.
در این حالت ، هدف این بود که سعی کنیم ژنهای تعریف شده در صفحه مگس های میوه را با روشهای خاص و وسایل سلولی مرتبط کنیم که می تواند به تولید عصبی کمک کند. برای این کار ، محققان داده های پرواز میوه را با چندین خوشه داده دیگر ، از جمله داده های ژنومی از بافت پس از مرگ بیماران آلزایمر ترکیب کردند.
مرحله اول تجزیه و تحلیل نشان می دهد که بیشتر ژنهای تعریف شده در مطالعه مگس میوه با افزایش افراد در حال افزایش هستند و ممکن است در تولید عصبی در انسان درگیر شوند.
تجزیه و تحلیل شبکه
در مرحله بعدی مطالعات آنها ، محققان حاوی داده های اضافی در مورد بیماری آلزایمر ، از جمله داده های EQTL (مکان ویژگی کمی) هستند ، که این یک اندازه گیری از چگونگی تأثیر انواع مختلف ژن بر پروتئین های خاص است.
محققان با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی شبکه در این داده ها ، روش هایی را برای اتصال ژن ها به نقش های بالقوه در توسعه آلزایمر شناسایی کرده اند. این تیم دو مورد از این روش ها را برای تمرکز روی کار جدید انتخاب کرد.
اول ، این مسیری برای اصلاح RNA است که قبلاً به دلیل بیماری آلزایمر نبوده است. این شبکه ، یکی از ژنهای موجود در این جاده – MEPCE و HNRNPA2B1 – هنگامی که مفقود شد ، نورون ها در برابر سردرگمی تاو در مغز بیماران آلزایمر آسیب پذیرتر شده اند. محققان این اثر را با سرنگونی این ژن ها در کار مگس های میوه ای و در سلولهای عصبی انسانی حاصل از سلولهای بنیادی پرتوان ناشی از (IPSC) تأیید کردند.
روش دوم گزارش شده در این مطالعه نقش مهمی در ترمیم آسیب DNA دارد. این شبکه حاوی دو ژن به نام Notch1 و CSNK2A1 است که قبلاً به آلزایمر متصل شده بود اما در زمینه ترمیم DNA نبود. هر دو ژن به دلیل نقش خود در تنظیم رشد سلول شناخته شده اند.
در این مطالعه ، هنگامی که این ژن ها از دست رفته بودند ، محققان شواهدی را پیدا کردند که نشان می دهد آسیب DNA در سلول ها از مسیری که به دو DNA مختلف آسیب می رساند جمع می شود. تجمع DNA غیرقابل پیش بینی قبلاً منجر به تولید عصبی شده است.
اکنون که این اهداف مشخص شده است ، محققان امیدوارند که با سایر آزمایشگاه ها همکاری کنند تا بررسی کنند که آیا داروهای هدفمند آنها می توانند سلامت نورون را بهبود بخشند. Fraenkel و سایر محققان در تلاشند تا از IPSC از بیماران آلزایمر استفاده کنند تا نورون هایی تولید کنند که می تواند برای ارزیابی چنین داروهایی استفاده شود.
وی گفت: “تحقیقات در مورد داروهای آلزایمر هنگامی که سیستم های آزمایشی بسیار خوب و جامد وجود داشته باشد ، به طور قابل توجهی تسریع می شود.” ما به جایی می رسیم که چند سیستم واقعاً نوآورانه با هم جمع می شوند. یکی از مدل های تجربی بهتر مبتنی بر IPSC ها ، و دیگری مدل های محاسبه ای است که به ما امکان می دهد مقدار زیادی از داده ها را ادغام کنیم.
این تحقیق توسط مؤسسات ملی بهداشت تأمین شد.