Zespół kierowany przez genetyka człowieka Caroline Diener z University of Saarland bada nowe podejście do wykrywania chorób, takich jak choroba Parkinsona, zanim pojawią się objawy za pomocą biomarkerów krwi.

Badanie dotyczy mikroRNA jako potencjalnych biomarkerów do wczesnego wykrywania chorób, takich jak choroba Parkinsona

Genetyk człowieka Caroline Diener z zespołu profesora Eckarta Meese w Instytucie Genetyki Człowieka na Uniwersytecie Saarland poszukuje nowego podejścia do wykrywania chorób takich jak choroba Parkinsona, zanim pojawią się objawy za pomocą biomarkerów krwi. Twoje odkrycia dotyczące mikroRNA w limfocytach T mogą również prowadzić do nowych podejść terapeutycznych.

Choroba Parkinsona, jedna z najczęstszych chorób neurodegeneracyjnych na świecie, jest zwykle rozpoznawana późno. Procesy destrukcyjne w ciele i uszkodzenia komórek nerwowych w mózgu rozpoczęły się wiele lat temu. Jeśli ludzie poruszają się wolniej, jakby wbrew oporowi, ich mięśnie stają się sztywne i zaczynają się niekontrolowane drżenia, choroba jest w zaawansowanym stadium. Przy wczesnej diagnozie reakcje łańcuchowe zachodzące w organizmie mogą ulec spowolnieniu, a nawet zatrzymać się w przyszłości. Niewiele jednak wiadomo o jego przyczynach i przebiegu.

Badania mogą pomóc w dokładnym zrozumieniu, co dzieje się w organizmie na poziomie komórkowym w chorobach takich jak choroba Parkinsona czy rak. Diener poszukuje kluczowych graczy w reakcji łańcuchowej: mikroRNA, które kontrolują szlaki sygnałowe w komórkach. Naukowcy są zainteresowani powiązaniem określonych wzorców aktywności mikroRNA ze stanami komórkowymi. Celem jest umiejętność rozróżnienia między „zdrowymi” a „chorymi” stanami, a tym samym umiejętność ich identyfikacji. Ponadto badane są funkcje niektórych mikroRNA oraz sposoby manipulowania funkcją komórki w sposób ukierunkowany.

mikroRNA odgrywa kluczową rolę w regulacji ekspresji genów

Podobnie jak w przypadku chorób takich jak rak, przekazywanie sygnałów w organizmie również odgrywa ważną rolę w chorobie Parkinsona. Aby utrzymać funkcje ciała, miliony razy wykonywane są złożone operacje w pomieszczeniach zgodnie z ustalonym planem. Aby utworzyć nowe komórki lub zaatakować wirusy, wydawane są określone łańcuchy poleceń i sygnałów – bardzo złożona interakcja między wieloma bohaterami.

Głównymi aktorami są tutaj m(essenger) RNA, który jest informacyjnym kwasem rybonukleinowym: przekazuje informację genetyczną dla struktury białek w komórce. W wielu przypadkach mikroRNA wpływają na to, aby działał tak, jak powinien: „MikroRNA mają daleko idący wpływ na funkcje komórkowe, wnoszą krytyczny wkład w kontrolowanie produkcji białek, a tym samym odgrywają kluczową rolę w regulacji ekspresji genów”, mówi Caroline Diener. Oznacza to, że mikroRNA zapewnia regulację ilości białek wewnątrz komórki.

Jeśli mikroRNA zmienią coś w tych procesach ekspresji, będzie to miało znaczący wpływ: zmiany mikroRNA mogą być również związane z chorobami, takimi jak nowotwory lub choroby neurodegeneracyjne. Diner prowadzi badania, aby dowiedzieć się więcej na ten temat. W szczególności w komórkach T, centralnych komórkach układu odpornościowego: jako „komórki zabójcze” wykrywają i niszczą zakażone, uszkodzone lub rakowe komórki; lub ostrzegania innych komórek odpornościowych jako „komórek pomocniczych” za pomocą substancji przekaźnikowych. „Celem jest dokładne odkrycie, w jaki sposób regulować aktywację limfocytów T w stanie spoczynku, aby mogła ona pełnić swoją określoną funkcję” – wyjaśnia Diener.

Sukces: zidentyfikowano mikroRNA ze znaczącymi zmianami w ekspresji

W ramach swojego projektu doktorskiego Diener przyjrzała się bliżej aktywności komórek T i zbadała rolę mikroRNA. W eksperymentach z limfocytami T uzyskanymi z ludzkiej krwi obserwowałem w ciągu 24 godzin, jak ekspresja mRNA i mikroRNA zmieniała się w czasie. „Możliwe było zidentyfikowanie mikroRNA z oczywistymi zmianami w ekspresji. Powtarzane testy i badania z różnymi zdrowymi osobnikami testowymi wykazały wysoki stopień podobieństwa wyników, a zatem powtarzalności, wymaganej dla biomarkerów” – mówi Diener o swoich wynikach. „Pojawia się pytanie, jak zmieniają się wzorce przebiegu czasowego mikroRNA, jeśli zmienia się aktywność komórek T i czy odpowiednie badania przebiegu w czasie można wykorzystać do uzyskania informacji o chorobach związanych z komórkami T” – wyjaśnia.

Młoda badaczka jest obecnie laureatką Nagrody Fundacji Hansa i Ruth Jessen za swoją pracę. Dzięki tej nagrodzie chciałaby prowadzić badania w czasie na limfocytach T pochodzących od osób z chorobą Parkinsona oraz poszukiwać mechanizmów chorobowych opartych na limfocytach T. „Istnieje coraz więcej dowodów na to, że zmieniona funkcja odpornościowa w chorobie Parkinsona przyczynia się do progresji choroby” – wyjaśnia Diener. Jeśli uda się wykryć mikoRNA o określonych wzorcach zmian ekspresji, ważny biomarker, za pomocą którego można zdiagnozować wczesną chorobę Parkinsona, można znaleźć za pomocą prostego badania krwi. Jeśli procesy i zależności między aktywnością komórek T a wzorcami ekspresji mikroRNA zostaną lepiej zrozumiane, można również podjąć próby interwencji w sposób ukierunkowany, na przykład poprzez wzmocnienie lub zahamowanie aktywności komórek T, co może utorować drogę nowym rodzajom leczenie.

te:
Caroline Diener W. W: Ilościowy i czasowo-rozdzielczy wzór miRNA wczesnej aktywacji ludzkich komórek T. Badania kwasów nukleinowych, tom 48, nr 18. 09.10.2020, s. 10164-10183.