Trzeci dzień sympozjum HD2026 Milton Wexler Biennial Symposium

Uwaga: Tłumaczenie automatyczne – możliwość wystąpienia błędów

W celu jak najszybszego rozpowszechnienia informacji o badaniach nad HD i aktualizacjach badań do jak największej liczby osób, niniejszy artykuł został automatycznie przetłumaczony przez sztuczną inteligencję i nie został jeszcze sprawdzony przez ludzkiego redaktora. Chociaż staramy się dostarczać dokładne i przystępne informacje, tłumaczenia AI mogą zawierać błędy gramatyczne, błędne interpretacje lub niejasne sformułowania.

Aby uzyskać najbardziej wiarygodne informacje, zapoznaj się z oryginalną wersją angielską lub sprawdź później, aby uzyskać w pełni edytowane przez człowieka tłumaczenie. Jeśli zauważysz istotne problemy lub jeśli jesteś rodzimym użytkownikiem tego języka i chciałbyś pomóc w poprawie dokładnych tłumaczeń, skontaktuj się z nami pod adresem editors@hdbuzz.net.

Witamy w trzecim dniu sympozjum HD2026 Milton Wexler Biennial Symposium, gdzie HDBuzz relacjonuje na żywo ostatni dzień prezentacji badań. Dzisiejsze sesje skupiły się na białku huntingtyny (HTT), pytaniach o to, dlaczego niektóre komórki mózgowe są tak podatne na uszkodzenia w HD, jak udział rodzin HD w badaniach zmienia nasze rozumienie molekularnych czynników napędzających tę chorobę oraz wielu innych najnowszych tematach badawczych dotyczących HD.

Światło reflektorów na HTT1a

Jako pierwsza wystąpiła Aikaterini Papadopoulou, która opowiedziała o swojej pracy nad fragmentem rozszerzonego białka HTT, który wydaje się być szczególnie szkodliwy, znanym jako HTT1a. Omówiła obserwacje dotyczące tego fragmentu w różnych modelach HD oraz to, jak można go potencjalnie wykorzystać jako cel terapii.

Czasami myślimy o genetycznym dogmacie DNA koduje RNA, a następnie RNA koduje białko, jako o procesie 1 do 1 do 1. Ale w rzeczywistości z tego samego genu mogą powstawać różne RNA i białka. Gen HTT może skutkować pełnowymiarowym białkiem HTT, ale także różnymi mniejszymi fragmentami. Jeden z nich nazywa się HTT1a. Aikaterini zaobserwowała w swoich badaniach, że gdy powtórzenia CAG rozszerzają się z czasem, komórki i myszy HD produkują więcej potencjalnie szkodliwego fragmentu HTT1a. W próbkach od osób z młodzieńczą postacią HD, które często zaczynają życie z znacznie dłuższymi powtórzeniami CAG, również wydaje się być więcej RNA HTT1a.

Biorąc pod uwagę, że coraz więcej dowodów wskazuje na ekspansję powtórzeń CAG jako ważny czynnik napędzający HD, Aikaterini uważa, że fragment HTT1a może być ogniwem łączącym niestabilność somatyczną z uszkodzeniem neuronów w HD. Aby zbadać to dokładniej, jej zespół wykorzystał zaawansowane sztuczki genetyczne, żeby stworzyć model myszy HD, który nie produkuje fragmentu HTT1a. Te myszy wykazywały mniej szkodliwych skupisk HTT w komórkach mózgowych i mniej zmian w biomarkerach płynu mózgowo-rdzeniowego niż myszy, które produkują HTT1a.

*Aikaterini podsumowuje kluczowe znane koncepcje w badaniach nad HD, zanim zagłębi się w* swoje własne.

Następnie potraktowali myszy HD terapią genetyczną (siRNA), żeby obniżyć poziomy albo pełnowymiarowego HTT, albo tylko fragmentu HTT1a. Podczas gdy obniżenie pełnowymiarowej huntingtyny nie miało ogromnego wpływu na skupiska HTT, obniżenie HTT1a miało wyraźny wpływ na liczbę skupisk u tych myszy, szczególnie wcześniej w życiu. Obniżenie HTT1a skorygowało również niektóre inne cechy HD, takie jak zmiany transkrypcyjne – geny, które są włączane i wyłączane inaczej u myszy HD w porównaniu z myszami bez HD.

Ważne jest, żeby pamiętać, że od urodzenia te myszy produkują mnóstwo białka HTT1a z ogromnym odcinkiem polyQ, co bardzo różni się od tego, co dzieje się u ludzi z HD, więc trzeba wykonać więcej pracy, zanim będziemy mogli sprawdzić, czy strategie celowania w HTT1a mogą być najlepszym podejściem u ludzi. Niemniej jednak ekscytujące jest słuchanie o pracy nad potencjalnie nowymi sposobami celowania w HTT. HDBuzz niedawno opisał dwa badania dotyczące HTT1a, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej!

Strategie obniżania huntingtyny za pomocą ASO

Naszym kolejnym prelegentem był Frank Bennett, który omówił konkretne podejście do obniżania HTT. Frank pracuje w Ionis, firmie, która opracowuje leki genetyczne na choroby dziedziczne, w tym HD. Te leki, nazywane antysensownymi oligonukleotydami (ASO), celują w określone RNA, żeby wysłać je do kosza na śmieci komórki. Roche i Wave wykorzystały tę technologię ASO do stworzenia swoich leków celujących w HTT, tominersenu i WVE-003. W rzeczywistości tominersen został pierwotnie opracowany przez Ionis. Frank mówił o sposobach, w jakie chemia ASO ewoluowała i ulegała poprawie na przestrzeni lat.

ASO składają się z ciągów liter genetycznych, które przyczepiają się specyficznie do swojego celu. Żeby dobrze działały u ludzi, muszą być ozdobione różnymi motywami chemicznymi, żeby nasze ciała ich nie wyeliminowały, zanim będą miały czas zadziałać. Różne ozdoby chemiczne mogą wpływać na działanie ASO na różne sposoby, pomagając im dostać się do komórek, celować w odpowiednie tkanki i dobrze rozprowadzać się po organizmie. Do tej pory zatwierdzono ponad 20 leków ASO i trwa ponad 50 badań klinicznych dla innych eksperymentalnych ASO w szerokiej gamie chorób.

Jedną wadą ASO jest to, że są to DUŻE cząsteczki, co może utrudniać wprowadzenie ich do ściśle kontrolowanego środowiska mózgu. Dlatego te leki są często wstrzykiwane bezpośrednio do płynu mózgowo-rdzeniowego, jak miało to miejsce w przypadku niedawnych badań nad tominersem i WVE-003 celującymi w HTT. Po wejściu do ośrodkowego układu nerwowego ASO mogą rozprowadzać się przez różne regiony mózgu i mogą pozostawać tam przez miesiące. Jeden ASO zaprojektowany do trafienia w tau, białko ważne w chorobie Alzheimera, był w stanie zmniejszyć poziomy tau w mózgu długo po zakończeniu dawkowania ASO.

Frank zmienił temat, żeby opowiedzieć nam o wszystkich nowych fajnych sztuczach chemicznych, które rozwijają mądrzy naukowcy w Ionis i innych firmach, żeby ulepszyć leki ASO. Mogą one pozwolić na podawanie niższych dawek leków rzadziej, osiągając jednocześnie te same korzystne efekty. Naukowcy opracowali również sposób dostarczania ASO tylko do tej części ciała, gdzie jest to potrzebne. Poprzez przymocowanie molekularnego sygnału naprowadzającego do ASO można go wysłać do pojedynczego narządu lub tkanki, co może pomóc w potencjalnych skutkach ubocznych poprzez ograniczenie leku do mniejszego obszaru. Jeden z tych sygnałów naprowadzających celuje w receptor transferyny – molekularny drogowskaz na barierze krew-mózg. To umożliwia dostarczanie ASO do krwiobiegu i dostanie się do mózgu – ogromna przeszkoda dla poszukiwaczy leków!

*Frank Bennett mówi o ewolucji ASO, żeby umożliwić rzadsze dawkowanie i bardziej selektywne celowanie.*

Frank przypomina nam, że wiele z tych nowych osiągnięć chemicznych oznacza, że starsze leki ASO wykorzystują bardzo przestarzałą technologię w porównaniu z nowo opracowanymi ASO. Tak jest w przypadku tominersenu, który został pierwotnie opracowany ponad dekadę temu. Roche zdecydowało się zakończyć pracę nad tominersem w zeszłym miesiącu po rozczarowujących wynikach fazy 3 w badaniu GENERATION-HD2. Frank zagłębia się w to, dlaczego tominersen mógł nie wypalić tak, jak mieliśmy nadzieję. Spekulował, że być może czas leczenia nie był wystarczająco długi, HTT nie został wystarczająco obniżony w komórkach, które mają znaczenie, albo skutki uboczne zamaskowały korzyść. A może podejście polegające na celowaniu w pełnowymiarowe białko HTT po prostu musi ewoluować.

Podobnie jak inni, Frank uważa, że strategie kombinowane w leczeniu HD mogą być ostatecznie najlepszym podejściem – być może leki obniżające HTT, a także celujące w niestabilność somatyczną, lub jeden z tych czynników „trzeciego koła”, na które Jim zwrócił uwagę w swoim wczorajszym wystąpieniu. Na szczęście jest to aktywna dziedzina z wieloma firmami podejmującymi wiele prób!

Najnowocześniejsze metody badania podatności komórek mózgowych w HD

Następnie usłyszeliśmy od Soni Sanchez-Vasquez, która opracowała sposoby badania ludzkiej tkanki mózgowej w niesamowitej głębi, żeby zrozumieć, dlaczego niektóre komórki mózgowe chorują bardziej niż inne. Badania Soni wykorzystują tkankę, która została bezinteresownie przekazana przez osoby z HD. Dzięki tym cennym próbkom mapuje warstwy mózgu, rozróżnia wszystkie różne typy neuronów, bada, które geny są włączone lub wyłączone, i analizuje wiele molekularnych markerów HD na konstruowanych przez siebie mapach.

Sednem jej badań jest pytanie, które od wieków nurtuje naukowców zajmujących się HD – dlaczego tylko niektóre komórki wydają się chorować, skoro każda komórka w naszym ciele wytwarza rozszerzone HTT? Patrzy na 2 aspekty: samo białko HTT i ekspansję somatyczną, jako możliwe wyjaśnienia. Sonia i jej zespół opracowali mikroskopy, które pozwalają im badać tkanki mózgowe pod kątem markerów białkowych i genetycznych, mapując tysiące różnych markerów komórka po komórce. Następnie przeszukują te dane, żeby spróbować dostrzec wzorce wyjaśniające, co dzieje się w różnych typach komórek mózgowych.

System mikroskopowy, który zbudowali, pozwala im testować i ponownie testować ten sam wycinek mózgu prawie 100 razy, uzyskując mnóstwo danych z każdej próbki. Najnowocześniejsza technologia taka jak ta zapewnia, że cenna tkanka mózgowa jest wykorzystywana w maksymalnym stopniu, jak mieli nadzieję pierwotni dawcy. To świadectwo partnerstwa między rodzinami HD a naukowcami!

Są również w stanie zmapować dokładnie, które komórki są tracone w mózgach HD w porównaniu z kontrolnymi próbkami mózgu z znacznie większą dokładnością niż można to zrobić za pomocą innych technologii obrazowania. Oprócz utraty komórek przyjrzeli się również ilości HTT wytwarzanego w każdym typie komórki. Okazuje się, że ilość rozszerzonego HTT wytwarzanego w komórkach nie koreluje z tym, czy komórki mózgowe zostaną utracone. Przyjrzeli się również lokalizacji i liczbie skupisk białka HTT. Komórki z większą liczbą skupisk w jądrze wydawały się być bardziej narażone na utratę.

*Spójrz na te fantazyjne systemy mikroskopowe, które pozwalają Soni Vasquez-Sanchez i jej zespołowi przyglądać się tysiącom genów i białek jednocześnie.*

Następnie przyjrzeli się liczbie CAG w poszczególnych komórkach mózgu. Komórki z większą niestabilnością i większymi liczbami CAG również wydają się być bardziej narażone na utratę. Na wczesnym etapie komórki te miały więcej skupisk HTT w jądrze, ale te z najdłuższymi CAG faktycznie zaczęły mieć mniej skupisk później. Zarówno skupiska białka HTT, jak i niestabilność somatyczna wydają się przyczyniać do tego, które geny są włączane i wyłączane w komórkach.

Następnie Sonia i jej zespół starali się poszukać HTT1a, próbując znaleźć cząsteczkę przekaźnika, która koduje ten fragment. To nie jest trywialne, ponieważ sekwencja genetycznego przekazu HTT1a jest niemal identyczna z cząsteczką przekaźnika pełnej długości – delikatnie mówiąc, skomplikowany eksperyment!

Żeby sprawdzić, czy ta skomplikowana technologia działa, najpierw wypróbowali to podejście u myszy, o których wiemy, że produkują mnóstwo HTT1a. Widzą duże skupiska RNA HTT, ale większość z tego wydaje się być większą cząsteczką przekaźnika. Są mniejsze skupiska, z których niektóre wydają się być tylko przekazem HTT1a. To dobra wiadomość – pokazuje, że narzędzia, które opracowali, działają. Teraz mogą zacząć zagłębiać się w swoje pytania w cennych próbkach ludzkiego mózgu.

Czy zwiększenie zwykłego HTT może pomóc w HD?

Następnie Fred Saudou przedstawił swoje interesujące podejście do przeciwdziałania szkodliwym skutkom rozszerzonego HTT – zamiast usuwać szkodliwe substancje, co z zwiększeniem ilości dobrej huntingtyny? Fred przypomniał nam, że u większości osób z HD tylko połowa białka HTT ma wydłużoną formę. Genetyka człowieka dostarczyła nam wskazówek, jak „dawkowanie” HTT o normalnej długości w porównaniu do HTT rozszerzonego może wpływać na wiek, w którym pojawiają się objawy.

Jego laboratorium bada regularną funkcję białka huntingtyny, które może odgrywać rolę w pomaganiu w transporcie rzeczy wokół komórek i zachowaniu struktury neuronów. Badają również rolę HTT w obwodach mózgowych i to, co czyni je podatnymi na uszkodzenia w HD. Laboratorium wykorzystuje technologię mikrofluidyczną, którą nazywają mózgiem na chipie, żeby przyjrzeć się prostym obwodom między różnymi typami komórek podobnych do mózgowych hodowanych w naczyniu. Mogą traktować komórki HD i nienaruszone komórki różnymi cząsteczkami sygnalizacyjnymi mózgu lub wprowadzać zmiany genetyczne, żeby lepiej zrozumieć ich wpływ na obwód.

Chociaż obniżanie poziomu HTT jest ważnym (i, mamy nadzieję, skutecznym!) podejściem terapeutycznym, całkowite pozbycie się całej huntingtyny może mieć konsekwencje dla „ruchu” cząsteczek biologicznych w komórce. Aby sprawdzić, czy dodanie dodatkowej zdrowej huntingtyny mogłoby pomóc, zespół Freda stworzył „mini-HTT” – mały fragment zdrowego genu, który mogli dodać do neuronów HD w szalkach. To podejście wydawało się przywracać niektóre zdrowe wzorce obserwowane w komórkach bez HD, takie jak struktura i sygnalizacja chemiczna.

Następnie genetycznie zastosowali te kawałki zdrowej huntingtyny do myszy HD, jednocześnie obniżając rozszerzoną huntingtynę! To pomogło poprawić zdrowie mózgu, w tym strukturę komórek nerwowych, i wydawało się poprawiać niektóre miary zachowań ruchowych. Nowsze prace obejmują bliższe przyjrzenie się temu, co ich fragmenty miniHTT faktycznie robią w komórkach. Wydają się zastępować rozszerzone HTT na komórkowych pęcherzykach, które poruszają się po komórkach, co jest dobrym znakiem. W przyszłości planują przetestować to podejście w większych modelach zwierzęcych.

Fred jest zainteresowany tym, jak możemy zastosować te pomysły do tworzenia nowych typów leków na HD. Ma firmę, która opracowała małą cząsteczkę, która pomaga zapewnić, że zwykłe HTT działa na maksymalnej wydajności w neuronach. Firma, HuntX, będzie mieć więcej aktualizacji w nadchodzących miesiącach, mamy nadzieję!

Aktualizacje dotyczące badania HUNTIAM – czy tiamina i biotyna pomagają w HD?

Następny był Jose Lucas, który zaktualizował nas na temat badania klinicznego, w którym uczestniczy, HUNTIAM, które bada tiaminę jako możliwą opcję leczenia HD. Jose najpierw wyjaśnił działanie tiaminy, znanej również jako witamina B1. Brak tiaminy w diecie lub w przypadkach genetycznych, gdy osoba nie może prawidłowo wytwarzać, przetwarzać lub wchłaniać tiaminy, może powodować chorobę mózgu. W szczególności niedobory tiaminy mogą powodować problemy w zwojach podstawy – tej samej części mózgu, która jest dotknięta w HD. Niektóre osoby z tego typu zaburzeniem mogą być bardzo skutecznie leczone kombinacją tiaminy i innej witaminy zwanej biotyną, witaminą B7.

*Czasami inne choroby mogą informować badania nad HD w nieoczekiwany sposób. Chociaż nie oczekuje się, że witaminy wyleczą HD, warto sprawdzić, czy proste podejście może przynieść poprawę.*

Pomysł Jose jest prosty – skoro HD wpływa na podobny region mózgu, może tiamina-biotyna mogłaby zostać przetestowana jako leczenie poprawiające zdrowie mózgu w HD. W rzeczywistości Jose pokazał, że osoby z HD mają niższe poziomy tiaminy w mózgu i w płynie mózgowo-rdzeniowym. To był impuls do badania HUNTIAM, które testuje biotynę i tiaminę u osób z HD w średnich i wysokich dawkach przez okres do 2 lat. Badanie zapewnia leczenie witaminami i zbiera informacje kliniczne, krew i płyn mózgowo-rdzeniowy, żeby zrozumieć, czy leczenie jest bezpieczne i tolerowane.

Następnie Jose podzielił się wstępnymi wynikami z HUNTIAM. Jak dotąd tiamina i biotyna wydają się być bezpieczne i przywracać poziomy tiaminy. Wczesne wyniki pokazują również, że leczenie wydaje się zmniejszać poziomy NfL w płynie mózgowo-rdzeniowym (marker uszkodzenia komórek nerwowych). To jest eksploracyjne, ale może być oznaką poprawy zdrowia mózgu. Ważne jest, żeby zauważyć, że jest to bardzo małe badanie (łącznie 24 osoby) skupiające się przede wszystkim na bezpieczeństwie. Sam Jose podkreślił, że nie oczekują, że schemat witaminowy może być lekarstwem na HD, ale uważają, że warto przetestować hipotezę, że może poprawić jakość życia.

Jak obwody HD napędzają podatność komórek

Naszym kolejnym prelegentem był Mark Bevan. Jego badania skupiają się na zrozumieniu różnych czynników napędzających HD w modelach myszy, w tym skupiania się białek i niestabilności somatycznej, oraz tego, jak wpływa to na sposób komunikacji neuronów. Zespół Marka bada komórki w obwodzie mózgowym zwanym szlakiem pośrednim, który pomaga regulować myśli, ruchy i emocje. Te neurony należą do najbardziej dotkniętych w HD, więc postanowili dowiedzieć się, dlaczego ten podzbiór komórek mózgowych tak bardzo choruje.

Przyjrzeli się skupiskom HTT, niestabilności somatycznej i różnicom typów komórek, z ostatecznym celem zrozumienia HD na szczegółowym poziomie i pomocy w znalezieniu nowych sposobów opracowywania leków na HD. Wszystko to zostało wykonane na wielu typach modeli myszy HD. Podobnie jak inni, Mark widzi wiele skupisk w prążkowiu myszy ze 175 powtórzeniami CAG w genie HTT. Większość tych skupisk znajduje się w jądrze, gdzie przechowywane jest całe DNA. Inne typy komórek i regiony mózgu mają mniej skupisk i często znajdują się one w innych miejscach komórki.

U innej myszy ze 107 CAG niestabilność somatyczna powoduje, że liczba CAG w prążkowiu wzrasta do około 180, i znowu Mark widzi skupiska HTT. Kuzyn tej myszy, u którego CAG nie mogą się rozszerzać, wykazuje bardzo niewiele skupisk białka. Wydaje się, że więcej skupisk białka tworzy się w obecności bardzo długich CAG.

*Neurony komunikują się za pomocą impulsów elektrycznych, a elektrofizjolodzy mogą mierzyć tę aktywność w komórkach i myszach*

Zespół Marka może mierzyć impulsy elektryczne w komórkach nerwowych za pomocą techniki zwanej patch clampingiem. Wiele neuronów u myszy HD wydaje się być nadaktywnych, wypalając znacznie więcej niż oczekiwalibyśmy w porównaniu ze zwykłymi myszami. Ta nadaktywność wypalania komórek nerwowych wydaje się być zależna zarówno od długich CAG, jak i niestabilności somatycznej. Nie tylko neurony szlaku pośredniego są nadaktywne, ale także komórki nerwowe, z którymi się łączą. Zespół Marka ustalił, że wiele typów komórek u tych myszy HD ma różne geny włączone lub wyłączone w porównaniu ze zwykłymi myszami, co może prowadzić do różnic w wypalaniu komórek nerwowych.

Później w życiu tych myszy HD komórki nerwowe zaczynają wypalać mniej. Wydaje się, że jest to spowodowane brakiem równowagi energetycznej. Kiedy zespół Marka zmniejszył poziomy HTT u myszy, wypalanie wróciło do normy. Gdy ich komórki nerwowe wypalają na bardziej regularnych poziomach, myszy poruszają się jak myszy kontrolne i mają mniej objawów ruchowych podobnych do HD. Przy zmniejszonych poziomach HTT utrata komórek nerwowych również wydawała się zmniejszać, pokazując, że poziomy HTT można dostroić, żeby poprawić oznaki HD w tych modelach myszy.

Zespół Marka używa narzędzia obniżającego HTT zwanego białkami palca cynkowego lub ZFP. Te narzędzia trafiają w sam gen HTT, celując w DNA HTT, a nie w cząsteczkę przekaźnika RNA, jak większość leków obniżających HTT testowanych w klinice. Kolejna fajna technologia, którą musimy rozwijać badania nad HD!

Podatność, ekspansja CAG i przeżycie

Następny był Nat Heintz, który mówił o swoich badaniach nad precyzyjnymi molekularnymi czynnikami napędzającymi HD w różnych typach komórek. Zaczął od uznania długoletnich współpracowników, którzy stworzyli ważne modele myszy i techniki napędzające badania nad HD, i którzy zachęcili go do badania HD. Podobnie jak wielu w sali, Nat próbuje dowiedzieć się, dlaczego niektóre komórki chorują bardziej niż inne w HD. Jego laboratorium opracowuje i stosuje fajną technologię na poziomie pojedynczych komórek, żeby ustalić, które geny są włączane i wyłączane oraz jak te sieci są kontrolowane.

Zespół Nata kontynuuje badanie mózgów bezinteresownie przekazanych przez osoby z HD, które odeszły. Wcześniej zespół Nata pokazał, że niestabilność somatyczna występuje w komórkach najbardziej podatnych na HD, ale także w innych komórkach mózgu, które nie wydają się być tak bardzo dotknięte. Ale w większości komórek mózgowych z rozszerzonymi CAG regulacja ich genów wydaje się być zachwiana.

Jego zespół ostatnio skupił się na tkance mózgowej osób z młodzieńczym początkiem HD. Obserwują ekspansje w większości regionów mózgu i w większej liczbie typów komórek niż te dotknięte w HD o początku dorosłym. Co ciekawe, nawet komórki z bardzo długimi powtórzeniami CAG niekoniecznie przeżywają lepiej lub gorzej niż te z krótszymi powtórzeniami CAG, co sugeruje, że ekspansja CAG nie jest jedyną rzeczą, która prowadzi do śmierci komórek w HD. Jednym z typów komórek, które nie wydają się wykazywać ekspansji powtórzeń CAG w żadnym kontekście, są komórki glejowe. Komórki te zapewniają wsparcie neuronom i są ważne dla zdrowia mózgu na wiele sposobów. Komórki glejowe mają „niezmienne” liczby CAG w każdym mózgu, który zespół Nata analizował.

*Nat Heintz angażuje się w zdrową debatę na temat swoich odkryć dotyczących niestabilności somatycznej!*

Aby lepiej zrozumieć zaobserwowane zmiany w regulacji genów, zespół Nata zbadał, które sygnały przełączników genów są włączone, a które wyłączone. Istnieją wszelkiego rodzaju zmiany sygnałów, które promują lub tłumią określone geny i wydają się występować głównie w komórkach, które najbardziej chorują w HD. Jednym z punktów spornych wśród naukowców zajmujących się HD są ich przekonania na temat tego, jak bardzo zaburzona musi być regulacja genów, aby wpłynąć na HD i napędzać chorobę. Nat uważa, że wczesne różnice, które obserwują, są krytyczne, ale przyznaje, że inni wierzą, iż tylko znacznie późniejsze etapy tego procesu mają znaczenie w HD.

Chociaż może się wydawać, że to źle dla dziedziny, że ludzie nie zgadzają się co do swoich danych, jest to w rzeczywistości świetne dla konstruktywnych dyskusji, które prowadzą nas do konsensusu. Potrzebujemy wszystkich tych mądrych ludzi, aby ścierać się (w profesjonalny sposób), abyśmy mogli dotrzeć do prawdy!

Model Nata zakłada, że HTT oddziałuje z białkami regulującymi geny, a to jest zaburzone w HD. Inne enzymy regulujące przełączniki genów (chemiczne znaczniki na samym DNA) są również zaburzone, a wszystko to oznacza, że regulacja genów jest zmieniona, nawet na wczesnych etapach HD. Nat uważa, że te chemiczne markery na DNA mogłyby zostać wykorzystane do opracowania zarówno terapii HD, jak i biomarkerów HD. Okazuje się, że jest to już robione w dziedzinie onkologii, więc być może możemy uczyć się z ich doświadczeń, aby zastosować ten pomysł w HD.

Budowanie map mózgu na podstawie danych z pojedynczych komórek

Następny na podium wystąpił Raleigh Linville. Raleigh bada prążkowie, region mózgu dotknięty HD, który jest najbardziej narażony na chorobę. Przyjmuje kompleksowe podejście, nazywane w żargonie naukowym multiomiką, syntetyzując różnorodne dane dotyczące genetyki, regulacji genów i białek. Raleigh zagłębia się jeszcze bardziej w pytanie, dlaczego niektóre komórki chorują bardziej niż inne w mózgu dotkniętym HD, badając podregiony prążkowia i różne typy komórek. Stają się tak szczegółowi, że konieczne jest ponowne zdefiniowanie kategorii komórek wśród tych najbardziej dotkniętych HD.

Ponownie polega na cennych próbkach ludzkiej tkanki, aby w wysokiej rozdzielczości przyjrzeć się temu, co dzieje się w tych podtypach komórek – praca, która nie byłaby możliwa bez społeczności HD. Raleigh i współpracownicy opracowali sposób łączenia zmian włączania/wyłączania w sieciach genów z ilością ekspansji powtórzeń CAG i utratą komórek, która ma miejsce w pojedynczych komórkach i obszarach mózgu. Dzięki temu bogatemu zbiorowi danych laboratorium może tworzyć mapy wrażliwości w całym mózgu.

*Naukowcy udoskonalają najnowocześniejsze narzędzia, aby pomóc w mapowaniu konstelacji zmian w mózgu dotkniętym HD. Zdjęcie:* *Lara Jameson*

Komórki, które wykazują największą niestabilność (dłuższe powtórzenia CAG), wydają się tracić swoją „tożsamość”, a ich genetyczne stany włączania/wyłączania stają się mniej unikalne. Raleigh bada jeszcze bardziej szczegółowo, które geny i sieci genów mogą napędzać to zjawisko. Niektóre z nich są już uznawane za ważne w HD! Tytaniczny wysiłek włożony w zrozumienie wzorców w obwodach, komórkach i genach na tym poziomie szczegółowości jest zdumiewający, a szczególnie ekscytujące jest, gdy dane zebrane na wielu poziomach wskazują na podobne szlaki.

Śledzenie lokalizacji białka w komórkach HD

Badania Vanessy Casha mapują, jak ilość i lokalizacja białek w różnych typach komórek mogą przyczyniać się do HD. Przypomniała nam, że gdy DNA jest przekształcane w wiadomości RNA, a wiadomości w białka, poziomy RNA i białek nie zawsze odpowiadają sobie. Ponadto, gdy większość naukowców bada RNA lub białka, nie są w stanie spojrzeć na ich podlokalizację w komórkach – to, co unosi się w cytoplazmie, jest przyłączone do mitochondriów lub znajduje się w jądrze, ginie w mieszance.

Aby określić lokalizację i ilość różnych białek w komórce, używa chemicznego systemu znakowania, który może określić, kiedy białka znajdują się blisko siebie. Ten system markerów można włączać i wyłączać oraz dostosowywać do badania różnych tkanek i w różnych punktach czasowych. Vanessa stosuje te podejścia u myszy modelujących HD, aby mapować sieci białek i krajobrazy w różnych przedziałach zarówno neuronów, jak i astrocytów. Myszy z HD wykazują wiele zmian na tych mapach w porównaniu do myszy kontrolnych.

*Rachel Harding przypomniała nam, że biologia huntingtyny jest niezwykle złożona! Tak wielu naukowców poświęca się tym pytaniom.*

Mapy Vanessy pozwalają nam zagłębić się w różne zmiany obserwowane w różnych przedziałach komórki. Ogólny trend, który zaobserwowała, to spadek wielu ważnych rodzin białek, w tym tych kluczowych dla sygnałów komórek nerwowych, przetwarzania wiadomości genetycznych i regulacji genów. Odkryła również, że w HD wiele białek pojawiało się w niewłaściwym miejscu. Na przykład niektóre białka, które powinny znajdować się na granicy komórki, znajdowały się w jądrze.

Vanessa jest obecnie w trakcie badania krajobrazów specyficznych białek, które są znane jako ważne w HD i o których słyszeliśmy podczas konferencji, w tym MED15, MSH3 i FAN1. W sumie jest to bogactwo danych dla społeczności HD i z niecierpliwością czekamy na dalsze informacje od Vanessy w miarę postępów tego projektu.

Badanie skupisk wydłużonego HTT w jądrze

Ostatnim prelegentem naszego spotkania był Won-Seok Lee, tegoroczny laureat Nagrody Nancy S. Wexler dla Młodego Badacza. Jego badania koncentrują się na tym, jak skupiska HTT i ekspansja somatyczna mogą prowadzić do chorób neuronów w HD. Najpierw podsumował ostatnie odkrycia dotyczące ekspansji powtórzeń CAG: wydaje się, że ma ona miejsce w wrażliwych komórkach prążkowia i przyczynia się do śmierci komórek w HD.

*Mieliśmy nieoczekiwanego mysiego gościa w pobliżu podium konferencyjnego, który wydawał się prezentować dane dotyczące niestabilności somatycznej! (Źródło: Michael Kuckyr)*

Won-Seok wykonał pracę, która dzieli ten proces na różne fazy w ciągu życia neuronu z rozszerzonymi powtórzeniami CAG, obejmujące najpierw powolną, a później bardzo szybką ekspansję CAG, wszystko napędzane niestabilnością somatyczną. Won-Seok jest szczególnie zainteresowany grudkami białka („inkluzjami”), które pojawiają się w jądrze komórek z ekspansjami powtórzeń CAG w HTT. Zidentyfikował, które typy komórek zawierają grudki w jądrze, i odkrył, że wykazują one wyższy poziom ekspansji niż komórki, które nie zawierają grudek jądrowych.

Ponownie porównując komórki z grudkami jądrowymi z tymi, które ich nie mają, Won-Seok wykazał, że występują zmiany w tym, które geny są włączane i wyłączane, oraz w rodzajach chemicznych „ozdób” na DNA i białkach pakujących DNA. Won-Seok był również zainteresowany zrozumieniem, co dzieje się z kształtem i typem grudek HTT, gdy liczba CAG staje się bardzo długa, z ponad 150 powtórzeniami. Mogą one definiować różne formy zlepionego HTT na podstawie tego, jak się pojawia, porusza i rozpuszcza w detergentach. Okazuje się, że niektóre fragmenty HTT są bardziej skłonne do tworzenia grudek w jądrze niż inne. Ponieważ jądro zawiera DNA, Won-Seok uważa, że mogą one zakłócać procesy, takie jak regulacja genów, w tym chemiczne znaczniki, które regulują przełączniki genów.

Dziękujemy, że z nami zostaliście

To już koniec Sympozjum Miltona Wexlera HD2026! Dziękujemy, że z nami zostaliście, gdy opisywaliśmy te trzy dni prelekcji. Mamy nadzieję, że daliśmy Wam przedsmak tego, jak bardzo badania nad HD ewoluują i rozwijają się.

Marcy McDonald otrzymała prestiżową nagrodę za badania nad HD na zakończenie konferencji, a w swoich uwagach zauważyła, że prowadzenie badań naukowych nad HD wymaga ciężkiej pracy, cierpliwości, pomysłowości i dużej współpracy. Dotyczy to zarówno badaczy, jak i dziesiątek tysięcy osób z HD, które przez lata poświęcały swój czas i zaufanie.

Wiele z badań, które omówiliśmy, jest możliwe tylko dzięki hojności rodzin osób z HD i ich wkładowi w badania nad HD, uczestnictwu w badaniach klinicznych, badaniach obserwacyjnych oraz bezinteresownym darowiznom próbek i tkanek. Jesteśmy zaszczyceni, że możemy podzielić się tymi wynikami ze społecznością!

Podsumowanie najważniejszych punktów:

HTT1a może łączyć ekspansję CAG z toksycznością: Nowe badania na myszach sugerują, że poziom potencjalnie szkodliwego fragmentu HTT1a wzrasta wraz z ekspansją powtórzeń CAG, a selektywne obniżanie HTT1a zmniejszyło grudki białka i niektóre zmiany molekularne związane z HD.
Technologia obniżania HTT nadal ewoluuje: Frank Bennett podkreślił główne postępy w chemii i dostarczaniu ASO, w tym podejścia, które mogłyby poprawić penetrację do mózgu, jednocześnie podkreślając, że nowsze technologie znacznie wykraczają poza te używane do opracowania tominersenu.
Dlaczego niektóre komórki mózgowe umierają, pozostaje kluczowym pytaniem: Szczegółowe mapowanie ludzkiej tkanki mózgowej HD powiązało wrażliwe komórki z somatyczną ekspansją CAG i jądrowymi grudkami HTT, jednocześnie pokazując, że samo wytwarzanie większej ilości rozszerzonego HTT nie przewiduje utraty komórek.
Czy wzmocnienie zdrowego HTT może pomóc? Fred Saudou przedstawił pracę sugerującą, że dodanie funkcjonalnych fragmentów regularnego HTT wraz z obniżaniem rozszerzonego HTT może poprawić cechy komórkowe i behawioralne w modelach HD.
Pojawiło się kilka innych wskazówek terapeutycznych: Wczesne wyniki HUNTIAM sugerują, że tiamina i biotyna są bezpieczne i mogą obniżać NfL w małym badaniu, podczas gdy badania obwodów mózgowych HD i regulacji genów potwierdziły, że ekspansja somatyczna jest ważna, ale mało prawdopodobne jest, aby wyjaśniała każdy aspekt selektywnej wrażliwości komórek.
Obwody mózgowe HD mogą być zakłócone, zanim komórki zostaną utracone: Badania na myszach z HD wykazały, że wrażliwe neurony początkowo stają się nadaktywne, a następnie niedoaktywne, gdy pojawiają się problemy z energią, podczas gdy obniżanie HTT przywróciło bardziej typową aktywność mózgu, ruch i przeżycie komórek.
Ekspansja CAG ma znaczenie, ale nie działa sama: Analizy mózgów osób dorosłych i młodocianych z HD, które zostały przekazane, wykazały, że bardzo długie powtórzenia CAG nie zawsze przewidują, które komórki przeżyją, wskazując na regulację genów i inne czynniki specyficzne dla komórek jako dodatkowe czynniki wrażliwości.
Szczegółowe mapy mózgu ujawniają, jak komórki tracą swoją tożsamość: Łącząc kilka typów danych molekularnych z pojedynczych komórek, badacze powiązali ekspansję CAG i utratę komórek z rozpadem wzorców aktywności genów, które normalnie odróżniają jeden typ komórki od drugiego.
W HD białka mogą być wyczerpane lub znaleźć się w niewłaściwym miejscu: Nowe metody mapowania białek w różnych przedziałach komórkowych ujawniły zmiany w białkach zaangażowanych w sygnalizację komórek nerwowych i regulację genów, w tym białka pojawiające się w częściach komórki, gdzie normalnie nie powinny się znajdować.
Jądrowe grudki HTT są ściśle związane z ekstremalną ekspansją CAG: Komórki zawierające grudki HTT w jądrze miały tendencję do posiadania dłuższych powtórzeń CAG i zmienionej regulacji genów, co potwierdza ideę, że niektóre fragmenty HTT mogą tworzyć grudki, które zakłócają procesy związane z DNA.

Trzeci dzień sympozjum HD2026 Milton Wexler Biennial Symposium

Topics

Glossary

Related articles