Znajdowanie wczesnych oznak choroby szalonych krów

Naukowcy sporządzili listę białek krwi, które działają jako wczesne wskaźniki grupy chorób, w tym gąbczastej encefalopatii bydła (BSE), znanej również jako choroba szalonych krów. Ich wyniki mogą doprowadzić do komercyjnych testów wczesnego ostrzegania przed chorobą u zwierząt gospodarskich. Metody użyte w badaniu – jedna z najbardziej kompleksowych analiz ekspresji genów charakterystycznych dla danej choroby – są obecnie stosowane w innych chorobach i mogą prowadzić do wczesnych testów diagnostycznych dla innych chorób neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera.

Uszkodzenie choroby: To zdjęcie mikroskopowe pokazuje tkankę mózgową uszkodzoną przez chorobę Creutzfeldta-Jakoba.

Ludzką postać BSE, śmiertelnego zwyrodnieniowego schorzenia neurologicznego zwanego chorobą Creutzfeldta-Jakoba, można zarazić, jedząc mięso skażone czynnikami zakaźnymi zwanymi prionami. Priony to białka, które powodują nieprawidłowe fałdowanie innych białek, szczególnie w mózgu i innych tkankach nerwowych. W pierwszych stadiach choroby priony replikują się i gromadzą w mózgu. Po tym następuje nieprawidłowa aktywacja komórek pomocniczych, degeneracja połączeń nerwowych i wreszcie śmierć komórek mózgowych. Zanim choroba może zostać zdiagnozowana, procesy te są już zaawansowane.

Aby naświetlić te zwykle niewidoczne procesy, naukowcy zainfekowali myszy prionami i obserwowali zmiany w ekspresji każdego genu w ich mózgach w 10 punktach przebiegu choroby. To globalne podejście wygenerowało około 30 milionów punktów danych. W celu oddzielenia sygnału od szumu – to znaczy znalezienia genów, które rzeczywiście były istotną częścią procesu chorobowego – naukowcy opracowali nowe metody statystyczne do badania interakcji między genami w powiązanych ze sobą grupach. Z początkowej grupy 7400 zaangażowanych genów zmniejszyli liczbę do około 300, które są podstawą odpowiedzi na prion, mówi Kaptur Leroy , prezes i współzałożyciel Instytutu Biologii Systemów w Seattle, WA. Hood był pionierem tego rodzaju analizy, którą nazywa biologią systemów, w ciągu ostatniej dekady i prowadził nowe badania z George Carlson , dyrektor Instytutu Badawczego McLaughlin w Great Falls, MT.

Naukowcy dalej badali 300 genów, aby znaleźć te, o których wiadomo, że kodują białka wydzielane do krwi. Odkryli, że niektóre z tych białek można znaleźć we krwi zakażonych myszy na 8 do 10 tygodni przed pojawieniem się jakichkolwiek objawów. Wyniki te są dziś opisane w czasopiśmie Biologia układów molekularnych . Hood mówi, że naukowcy pracują obecnie nad opracowaniem komercyjnych testów na ludzkie i bydlęce formy choroby prionowej, w oparciu o odkryte biomarkery krwi. Krowy i ludzie mają niemal identyczne białka we krwi, jak te odkryte w badaniu na myszach.

Ta globalna analiza pozwoliła nam wychwycić wiele funkcji, które były wcześniej nieznane, mówi Hood. Tylko 200 z zaangażowanych genów odgrywa rolę w procesie chorobowym, który jest zrozumiały. Tak więc dalsze badania pozostałych 100 mogą doprowadzić do nowego wglądu w to, jak priony wywołują choroby. Wszystkie te geny stanowią cele terapeutyczne dla twórców leków do zbadania.

Hood ma teraz nadzieję na opracowanie badań krwi pod kątem innych trudnych do zdiagnozowania chorób mózgu. Po sprawdzeniu swojej metody analitycznej w chorobach prionowych, Hood twierdzi, że grupa zastosuje ją do mysich modeli innych chorób zwyrodnieniowych układu nerwowego, w tym choroby Alzheimera i Huntingtona. Podobnie jak Creutzfeldt-Jakob, choroby te są trudne do zdiagnozowania we wczesnym stadium, mówi Hood. Im wcześniejsza diagnoza, tym lepsze będą wyniki.

ukryć