Os cientistas dizem que reuniram um novo tipo de package de ferramentas molecular que poderia eventualmente ser usado para tratar uma variedade de doenças cerebrais, possivelmente incluindo epilepsia, distúrbios do sono e doença de Huntington.
Atualmente, o package contém mais de 1.000 ferramentas de um tipo conhecido como Vetores AAV em Enhancer, com o AAV defendendo “vírus adeno-associado”. Um consórcio que incluía pesquisadores do Seattle’s Instituto Allen para Ciência do Cérebro e o Universidade de Washington Vírus adeno-associados inofensivos combinados com trechos de DNA projetado para criar um pacote de terapia gene que poderia atingir neurônios específicos no cérebro, sem efeito em outras células.
Os pesquisadores apresentaram suas descobertas em um conjunto de oito estudos publicados hoje no Cell Press Family of Journals. O trabalho faz parte de um projeto chamado Armamentário para acesso às células cerebrais de precisãofinanciado pelos Institutos Nacionais de Saúde Iniciativa cerebral.
“Afastar -se nas células certas – da maneira certa e na hora certa – é o futuro da medicina de precisão do cérebro”, John Ngai, diretor da Iniciativa Mind, disse em um comunicado à imprensa. “Essas ferramentas nos aproximam desse futuro, além de expandir o que sabemos sobre as células e circuitos do cérebro hoje”.
Jonathan Tingum dos autores do estudo e um investigador associado do Instituto Allen, observou que os vetores de AAV do intensificador já foram usados antes para atingir células no cérebro e outros tecidos, como o coração e o fígado. Em março, por exemplo, uma equipe liderada por pesquisadores do Instituto Allen e do Instituto de Pesquisa Infantil de Seattle descreveu um vetor AAV que mostra promessa para o tratamento da síndrome de Dravetum distúrbio genético que causa uma forma grave de epilepsia.
“O que é único nessa nova coleção é a imensa escala de novas ferramentas de segmentação do tipo celular”, disse Ting ao Geekwire em um e mail. “Em vez de uma gota de ferramentas com o objetivo de avançar a compreensão do cérebro, agora temos o que equivale a uma onda de novas ferramentas para acessar e perturbar a função celular em uma notável diversidade de tipos de células em várias regiões cerebrais e na medula espinhal”.
Diferentes vetores de AAV em intensificadores foram projetados para atingir diferentes tipos de células em diferentes regiões do sistema nervoso central, incluindo a medula espinhal, o córtex e o estriado. Essa especificidade pode abrir novos caminhos para tratamento direcionado. Por exemplo, disfunção no estriado está ligado a distúrbios do movimento, como Parkinson’s e Doença de Huntington – e também pode desempenhar um papel no vício em drogas.
“Existe um princípio geral de que as doenças geralmente surgem de falhas em tipos de células específicos, não em todo o organismo. Por exemplo, a epilepsia é uma doença do sistema nervoso que é na verdade uma doença de neurônios específicos no sistema nervoso”, disse o autor do estudo Bosiljka TasicDiretor de Genética Molecular do Instituto Allen. “Se você deseja consertar esses neurônios, pode tentar acessar apenas esses neurônios. A chave é esse acesso específico para a célula para entender e perturbar as células cerebrais para descobrir sua função e para corrigir e fixar as partes defeituosas dessas células”.
Um estudo documentou como uma das ferramentas moleculares direcionou -se tipo raro de célula Isso regula o sono. “É razoável especular que essa ferramenta e várias ferramentas derivadas possam ser usadas para entender melhor o controle central do sono ou intervir em casos de distúrbios do distúrbio do sono em humanos”, disse Ting ao Geekwire. “As aplicações exatas ainda precisam ser determinadas.”
Os experimentos descritos nos estudos foram realizados em camundongos, ratos e macacos macacos, além de amostras de tecido dessas espécies, bem como de saguis e humanos. Um dos estudos usou modelos de aprendizado de máquina para identificar o intensificador mais promissor para direcionar uma região específica do cérebro do macaco rhesus. Essa região, conhecida como o córtex pré -frontal dorsolateral, está associado a humanos com memória de trabalho e Controle de impulso.
No curto prazo, o novo package de ferramentas deve ajudar os pesquisadores a usar modelos animais para obter novas idéias sobre o funcionamento dos diferentes tipos de células no sistema nervoso central e aprender a alternar funções específicas dessas células dentro ou fora. Gordon Fishellum professor de neurobiologia em Harvard e no Broad Institute, disse que obter acesso a uma variedade de tipos de células será um “mudança de jogo para entender o cérebro e desenvolver terapias para distúrbios neurológicos humanos”.
Pode demorar um pouco para que as aplicações clínicas surjam. “O horizonte do tempo não está claro com a rapidez com que qualquer uma dessas novas abordagens pode avançar para a clínica, mas esperamos ver os avanços nessas linhas relativamente rapidamente, como nos próximos dois a três anos”, disse Ting. “Isso pode assumir a forma de desenvolver uma abordagem ‘versão 2.0’ para uma estratégia falhada na versão 1.0 que não tem como alvo os tipos de células e produziu alguns resultados decepcionantes”.
Ting e seus colegas esperam melhorar a segurança e a eficácia de suas ferramentas à medida que se familiarizam com o package de ferramentas. “Esperamos que esse cenário seja exibido para muitos CNs diversos [central nervous system] distúrbios no futuro ”, disse ele.
Além do Instituto Allen de Ciência do Cérebro e da Universidade de Washington, as instituições colaboram no Estudos publicados hoje Inclua o Broad Institute, Harvard Medical College, Duke College, Universidade da Califórnia em Irvine, Universidade da Califórnia em Berkeley, Universidade de Pittsburgh, Universidade Carnegie Mellon, Universidade de Stanford e Addgene. As ferramentas e dados nos estudos estão disponíveis gratuitamente no Allen Institute’s Ferramentas genéticas Atlas e através Addgene.
Aqui estão os artigos publicados hoje relacionados ao arsenal do cérebro:
- Neurônio: “Explorando os circuitos cerebrais, um tipo de célula – ou mais – de cada vez”
- Cell: “Um conjunto de AAVs de Enteness e linhas de camundongos transgênicos para acesso genético a tipos de células corticais”.
- Genômica celular: “Avaliando métodos para a previsão de intensificadores específicos do tipo celular no córtex de mamíferos”.
- Relatórios de células: “A intensificadores AAVs para direcionar os neurônios motores da coluna vertebral e as vias motores descendentes em roedores e macacos.”
- Métodos de relatórios de células: “Um capsídeo AAV proposto como direcionador de microglia direciona a expressão genética em neurônios excitatórios do cérebro anterior”.
- Neurônio: “Uma caixa de ferramentas AFIANCER-AAV para atingir e manipular subtipos de interneurônios distintos”.
- Neurônio: “Caixa de ferramentas do AAV AAV para acessar e perturbar os tipos e circuitos de células estriatais”.
- Neurônio: “direcionamento específico das células endoteliais do cérebro usando vetores de AAV em intensificadores”.
- Neurônio: “Identificação de aprendizado de máquina de intensificadores no genoma do macaco rhesus”.
