Konferencja Terapeutyczna Choroby Huntingtona 2026 – Dzień 3

Wracamy na trzeci i ostatni dzień konferencji terapeutycznej choroby Huntingtona 2026! Dzisiejsza poranna sesja skupia się na nowych i przełomowych odkryciach naukowych, zarówno w dziedzinie CH, jak i poza nią, które napędzają rozwój terapii.

Taekjip Ha – Obserwowanie naprawy DNA i „wybrzuszeń” CAG pojedynczych molekuł

Pierwszy występuje Taekjip Ha ze Szpitala Dziecięcego w Bostonie i Harvard Medical School. Zagłębia się on w głąb komórek, aby badać pojedyncze molekuły i śledzić, co dzieje się w somatycznej ekspansji w CH.

Pierwsze pytanie, jakie zadaje, dotyczy tego, do czego wiążą się maszyny naprawcze DNA, jeśli chodzi o część kodu literowego DNA i jego kształt, oraz co próbują naprawić. Te maszyny naprawcze próbują pomóc, ale zamiast tego mogą powodować ekspansję powtórzenia CAG.

Nasze DNA powinno układać się jak zamek błyskawiczny, ale gdy powtórzenie CAG ulega ekspansji, może się „wybrzuszyć”. Taekjip (TJ) stworzył kolekcję „wybrzuszeń” CAG o różnych rozmiarach, aby zbadać, które białka się do nich wiążą.

TJ używa specjalistycznych znaczników świetlnych do śledzenia pojedynczych maszyn molekularnych. Może zobaczyć, jak poruszają się wzdłuż różnych typów DNA i gdzie zatrzymują się, aby dokonać napraw. Pozwala to jego laboratorium porównać, jak dobrze różne maszyny radzą sobie z różnymi zadaniami naprawczymi w komórkach.

Zespół Taekjipa bada również, w jaki sposób te maszyny mogą zginać lub wyginać DNA. Pytają, jak zginanie może być zmienione przez „bąbelki” DNA CAG o różnych kształtach i rozmiarach oraz kiedy różne maszyny naprawcze pracują nad ich naprawą.

Wiemy, że niewielkie zmiany w genach kodujących te maszyny zginające DNA mogą wpływać na to, kiedy ludzie mogą zacząć wykazywać objawy CH. Te drobiazgowe szczegóły dają nam lepsze zrozumienie, dlaczego subtelne różnice w zginaniu DNA mogą wpływać na początek choroby.

Teraz TJ pokazuje nam fajne filmy, na których zginające się DNA „tańczy”. Chociaż często myślimy o tych molekułach jako statycznych, w rzeczywistości są one w ciągłym ruchu, a ruch DNA może wpływać na sposób jego naprawy.

„Wybrzuszenia” również nie pozostają w miejscu; mogą poruszać się wzdłuż nici DNA. TJ i jego zespół modelują to również, aby uzyskać pełny obraz tego, jak naprawa jest realizowana na poziomie molekularnym.

Zespół TJ wynalazł również nowy sposób „malowania” różnych części materiału genetycznego w jądrze. Pozwala to badaczom zobaczyć, jak blisko lub daleko od siebie mogą znajdować się specyficzne kody DNA. Technologia ta mogłaby być wykorzystana do śledzenia „wybrzuszeń” DNA i lepszego zrozumienia ich roli w CH.

TJ opisuje również nową technologię, która jest lepszym sposobem odczytywania sekwencji DNA wokół powtórzenia CAG w genie huntingtyny. Te powtórzenia CAG mogą być trudne do zmierzenia!

Wiele obecnych metod pomiaru liczby powtórzeń CAG dostarcza jedynie oszacowania, ale metoda TJ może dać znacznie dokładniejszy odczyt. To wczesne etapy rozwoju tej technologii, ale te narzędzia mogą być niezwykle pomocne w lepszym zrozumieniu somatycznej ekspansji w bardziej szczegółowy sposób.

Alice Stanton – Budowanie unaczynionych mini-mózgów do modelowania CH

W kolejnym wystąpieniu Alice Stanton z Harvardu/MGH będzie mówić o modelowaniu ludzkiego mózgu na szalce – sposobie symulowania całego organu poprzez hodowanie złożonych warstw komórek na szalce. Jest to sposób na badanie CH w sposób, który bardziej przypomina stan ludzki.

Alice zaczyna od przypomnienia nam, że duża część mózgu to w rzeczywistości nie neurony – istnieją komórki podporowe, naczynia krwionośne i inne typy komórek, które są równie ważne dla zdrowego, funkcjonującego mózgu.

Alice specjalizuje się w tworzeniu inżynierowanych tkanek, które tworzą kształty 3D i próbują naśladować prawdziwe organy w ciele. Nazywa się je zorganizowanymi lub mini-mózgami i mogą być pomocne w badaniu chorób mózgu oraz tego, jak terapie mogą pomóc.

Jedną z zalet systemu Alice, której brakuje wielu innym modelom „mini-mózgów”, jest sieć naczyń krwionośnych (unaczynienie), lepiej naśladująca warunki w ludzkim ciele. Wymaga to specjalistycznej inżynierii w laboratorium, aby różne typy komórek mogły się łączyć i tworzyć struktury biologiczne.

Zespół Alice zaczyna od komórek macierzystych, przekształca je w wiele różnych typów komórek, a następnie łączy je w specjalnym rusztowaniu, które naśladuje to, co dzieje się w mózgu, włączając warstwy komórek przypominające barierę krew-mózg.

Aby sprawdzić, czy te trójwymiarowe skupiska komórek faktycznie naśladują ludzki mózg, Alice i jej zespół wizualizują wszystkie różne typy komórek na mapach w kształcie kuli, aby dokładnie zobaczyć, gdzie się znajdują w strukturze i jak dobrze ze sobą współpracują.

Mogą testować, jak dobrze połączone są neurony, dodając różne cząsteczki sygnałowe i mierząc, jak efektywnie sygnały elektryczne i chemiczne są przesyłane przez mini-mózgi.

Komórki glejowe to ważny typ komórek nie-neuronowych, które wspierają dobrą odpowiedź immunologiczną dla zdrowego mózgu. Wydaje się, że spełniają swoją rolę w mini-mózgach Alice, więc uważa ona, że ten system może być pomocny w badaniu chorób takich jak CH, gdzie glej odgrywa ważną rolę, gdy mózg zaczyna chorować.

Sprawdzili również tworzenie się naczyń krwionośnych w tych mini-mózgach, porównując je z naczyniami krwionośnymi w prawdziwych, pełnowymiarowych ludzkich mózgach. Kształt, struktura i organizacja wyglądają bardzo podobnie, co potwierdza, że te mini-mózgi mogą być użytecznym narzędziem do badania CH na szalce.

Włączenie naczyń krwionośnych do laboratoryjnych podejść do modelowania mózgu jest szczególnie ważne dla zrozumienia, w jaki sposób różne typy cząsteczek, w tym leki, mogą przenikać z krwiobiegu do różnych części mózgu.

Ponieważ mini-mózgi są tworzone z komórek macierzystych, zespół Alice może je projektować, używając komórek macierzystych od osób z różnymi chorobami mózgu. Pokazuje przykłady z modeli różnych typów demencji i wyjaśnia, jak każdy system mini-mózgu naśladuje cechy każdej choroby.

Dla badaczy CH wyzwaniem było odtworzenie cech podobnych do mózgu na szalce, zwłaszcza unaczynienia, w sposób efektywny pod względem zasobów, więc istnieje pewne podekscytowanie z posiadania ostrzejszego narzędzia w naszym arsenale.

Vincent Dion – Wykorzystanie nikaz CRISPR do zmniejszania rozszerzonych powtórzeń CAG

Naszym kolejnym prelegentem jest Alvaro Murillo Bartolome, który przedstawia pracę z laboratorium Vincenta Diona na Uniwersytecie Cardiff. Próbują oni zrozumieć, czy mogą genetycznie skorygować powtórzenie CAG, które powoduje CH, używając systemu opartego na CRISPR.

Ich podejście wykorzystuje cząsteczkę, która powoduje małe nacięcia w jednej nici DNA w miejscu powtórzenia CAG. Teoretycznie, spowoduje to skurczenie DNA, ponieważ DNA, podobnie jak spaghetti, nie chce być łamane.

Manipulowanie DNA w ten sposób wiąże się z wieloma ryzykami – potencjalnym rozszerzaniem powtórzeń, wprowadzaniem błędów w innych miejscach lub innymi skutkami ubocznymi. Musimy być absolutnie pewni, że CRISPR i inne narzędzia do edycji DNA nie pogarszają sytuacji, dlatego każdy eksperyment musi być starannie kontrolowany.

Aby wzmocnić ten punkt, Alvaro pokazał (wiele!) artykułów innych grup, gdzie dowody eksperymentalne ujawniły obawy dotyczące bezpieczeństwa. Te podejścia powodowały nacięcia na obu niciach DNA, podczas gdy ich podejście celuje tylko w jedną nić.

W komórkach mózgowych stworzonych z komórek macierzystych, dane Alvaro sugerują, że ich związek jest w stanie powodować skurcze powtórzenia CAG. Ekscytujący potencjał! Ale prawdziwa magia polegałaby na sprawdzeniu, czy mogą wywołać te skurcze u zwierząt. Przeszli więc do myszy modelujących CH.

Dostarczyli swoją cząsteczkę nacinającą DNA do mózgów tych myszy z CH za pomocą nieszkodliwego wirusa. Normalnie spodziewalibyśmy się, że powtórzenie CAG będzie się powiększać z czasem, gdy myszy się starzeją. I to właśnie obserwują u myszy, które nie otrzymały leku.

U zwierząt leczonych ich związkiem (zwanym nikazą) nadal obserwują pewne ekspansje, ale także skurcze do liczb CAG, które nie powodują choroby. Ekscytujący potencjał! Warto jednak podkreślić, że nadal występowały pewne ekspansje.

Ten eksperyment przeprowadzono, gdy lek nikazowy podano myszom z CH, zanim wystąpiły objawy. Następnie dodali swoją nikazę po tym, jak zwierzęta wykazywały objawy. W tym przypadku nadal występowały pewne ekspansje i skurcze.

Zbadali również, jak lek wpływał na molekularne aspekty CH u myszy. W prążkowiu, regionie mózgu najbardziej dotkniętym CH, liczba skupisk białka HTT znacznie spadła u zwierząt leczonych ich cząsteczką nacinającą DNA.

Wiemy, że CH wpływa na „transkryptom”, czyli całą bibliotekę wiadomości RNA wytwarzanych w organizmie, zasadniczo na to, które geny są włączane i wyłączane. W CH ta równowaga staje się coraz bardziej zaburzona z czasem. Zwierzęta leczone ich lekiem nacinającym DNA miały mniej zaburzonych wiadomości genetycznych.

Następnie przeszli do eksperymentów behawioralnych: sprawdzania, czy ich lek nacinający DNA może poprawić problemy z koordynacją u myszy modelujących CH. Myszy leczone nikazą zachowywały się bardziej podobnie do zwierząt bez genu CH, co sugeruje, że ma on potencjał do poprawy zachowania.

Alvaro zauważył główne wyzwanie związane z przeniesieniem tej technologii na ludzi: wymagałoby to dodania 2 oddzielnych wirusów, zamiast 1, którego byli w stanie użyć w badaniach na zwierzętach. Obawa polega na tym, że zwiększone ilości wirusów, nawet nieszkodliwych, mogłyby wywołać odpowiedź immunologiczną.

Aby przezwyciężyć tę potencjalną obawę o bezpieczeństwo, przetestują podejście dwuwirusowe w modelach zwierzęcych. W sali panuje ożywienie wokół tej obiecującej drogi terapeutycznej, a można być pewnym, że 450 badaczy CH podejmie to wyzwanie!

Gregory L. Verdine – Leczenie „nieuleczalnych” poprzez naukę od natury

Po krótkiej przerwie na kawę, naszym kolejnym prelegentem jest Gregory Verdine z Harvardu. Ma nadzieję otworzyć nam oczy na nową drogę odkrywania leków. Wzniosły cel!

Zaczyna od zdefiniowania, gdzie znajdują się cele lekowe – wewnątrz lub na zewnątrz komórki. Cele poza komórką są najbardziej „podatne na leczenie”, ale stanowią tylko około 10% celów, podczas gdy 90% tego, co chcemy osiągnąć, istnieje wewnątrz komórki. W dużej mierze te cele były uważane za „nieuleczalne”.

Gregory pyta, jak możemy leczyć to, co „nieuleczalne”? Zauważa, że wiele z najbardziej udanych innowacji lekowych naśladowało rzeczy, które ewoluowały naturalnie, takie jak przeciwciała i wirusy. Te skuteczne leki zostały poddane inżynierii odwrotnej z natury, a następnie inżynierii w przód, aby leczyć choroby.

Aby odpowiedzieć na to pytanie, Gregory zbadał, co dzieje się w naturze. Wewnątrz komórki znajdują się białka, które rozciągają się przez błonę komórkową. Co ciekawe, wszystkie mają ten sam kształt – spiralną strukturę zwaną alfa-helisą.

Aby stworzyć własne alfa-helisy, Gregory molekularnie „zszył” małe kawałki materiału genetycznego. Jako dowód koncepcji (aby pokazać, że to podejście może działać), najpierw zajął się genem, który reguluje różne typy nowotworów.

Jak dotąd, wiodący kandydat odkryty w ten sposób wykazuje „nadzwyczajne odpowiedzi kliniczne”. Właśnie otrzymał przyspieszoną zgodę na szeroki zakres nowotworów napędzanych przez konkretny gen. Może być dostępny przez FDA już w 2027 roku – to zachęcające!

Gregory szczegółowo omawia konkretną klasę cząsteczek uważanych za „nieuleczalne”, ponieważ wszystkie są bardzo płaskie. Zwracając się do natury, nadal istnieją związki, które wiążą się z tymi ultra płaskimi cząsteczkami. I Gregory to wszystko rozpracowuje.

Cząsteczki biologiczne mogą być „nieuleczalne” z różnych powodów, takich jak „płaskość”, trudność w wiązaniu się dwóch cząsteczek lub energia. Grupa Gregory’ego pokonała wiele z tych wyzwań, zwracając się do natury.

Gregory prowadzi nawet eksperymenty międzygatunkowe w swojej roli w firmie LifeMine, gdzie dekodują genetykę grzybów, aby znaleźć postępy dla „nieuleczalnych” celów.

Teraz przechodzi do sedna – choroby Huntingtona! Kiedy dodajemy ASO (rodzaj leku genetycznego) do komórek, wiążą się one z wiadomością RNA i są rozpoznawane przez zestaw cząsteczek, co ostatecznie prowadzi do obniżenia poziomu białka HTT.

Gregory interesuje się wieloma interakcjami pakietu ASO i tym, jak jest on związany na poziomie molekularnym w skomplikowanych szczegółach, aby poprawić projektowanie leków.

Jego podejścia mają potencjał do kontrolowania, który gen HTT te ASO celują – na przykład tylko rozszerzoną kopię HTT. Szczegółowo omawia badanie Wave Life Science, które wykorzystuje to podejście do obniżenia tylko rozszerzonej kopii HTT.

Podsumowując, Gregory mówi, że to wszystko jest możliwe dzięki inżynierii odwrotnej tego, co już stworzyła natura.

Aseem Z. Ansari – Małe cząsteczki, które celują w powtórzenia DNA powodujące choroby

Naszym kolejnym prelegentem jest Aseem Ansari ze Szpitala Badawczego Dziecięcego St. Jude, który dzieli się swoją pracą nad celowaniem w ekspansje powtórzeń. On również zwraca się do natury, aby znaleźć lepsze sposoby opracowywania leków na choroby.

Większość obecnych metod leczenia chorób ma na celu celowanie w cząsteczki białek i zmianę ich działania. Aseem interesuje się celowaniem leków w materiał genetyczny (DNA i RNA).

Zazwyczaj naukowcy projektują leki, które celują w materiał genetyczny, używając INNYCH, sztucznie stworzonych fragmentów materiału genetycznego, takich jak ASO. Jest to skuteczne, ale bardzo trudne do dostarczenia tam, gdzie jest to potrzebne, zwłaszcza do mózgu, dlatego leki te są często podawane przez punkcję lędźwiową lub inne inwazyjne procedury.

Leki małocząsteczkowe są natomiast atrakcyjnym podejściem. Bycie małym oznacza, że mogą znacznie łatwiej przemieszczać się po organizmie tam, gdzie mają działać, i mogą być podawane ludziom w postaci tabletek lub innych bardziej dostępnych formatów.

Aseem pracuje nad tworzeniem leków małocząsteczkowych na choroby powtórzeniowe, takie jak CH. Jego zespół badał inną chorobę powtórzeniową zwaną ataksją Friedreicha, która występuje z powodu wydłużenia powtórzeń GAA.

Mają nadzieję stworzyć małe cząsteczki, które wiążą materiał genetyczny i maszynerię, aby zmieniać, które geny są włączane lub wyłączane. Ich leki to w rzeczywistości dwie połączone cząsteczki, dzięki czemu mogą wykonywać 2 zadania – przemieszczać się we właściwe miejsce i wprowadzać białko BRD4, które reguluje genetyczne przełączniki włącz/wyłącz.

Cząsteczki Aseema mogą przemieszczać się do płynnych struktur (kropelek) w komórkach, gdzie zachodzi regulacja genów, co jest dobrą wiadomością. Każda połowa dwuczęściowej cząsteczki nie może tego zrobić sama, ale razem może dotrzeć we właściwe miejsce, zabrać ze sobą BRD4 i zacząć działać.

Przetestowali swój lek na różnych typach komórek na szalce, w tym na komórkach od osób z ataksją Friedreicha. Lek wydaje się działać zgodnie z oczekiwaniami i zmienia ekspresję genów. Teraz są zainteresowani zastosowaniem tej technologii i podejścia do celowania w inne choroby powtórzeniowe.

Pracują nad celowaniem w powtórzenia CTG w chorobie zwanej dystrofią Fuchsa, która dotyka oczu. W różnych laboratoryjnych systemach modelowych ich cząsteczki są w stanie zmieniać sposób włączania i wyłączania genów oraz pomagać w leczeniu cech tej choroby.

Nić DNA naprzeciwko odcinka powtórzenia CTG faktycznie zawiera powtórzenie CAG. Aseem jest zainteresowany sprawdzeniem, czy jego platforma może być użyta do celowania w CAG w genie HTT, w szczególności w rozszerzoną HTT, która ma dłuższy odcinek CAG.

Beatriz Osuna – Trans-splicing RNA w celu naprawy wiadomości HTT

Ostatnie wystąpienie przed przerwą na lunch należy do Beatriz Osuny z Tacit Therapeutics. Ta firma stworzyła technologię edycji RNA i niedawno zastosowała ją w CH. Uważają, że może to być fajny sposób na „skorygowanie” rozszerzonego powtórzenia CAG w genie HTT u osób z CH.

Ich technologia RNA jest pakowana w nieszkodliwy wirus i zmienia sposób przetwarzania RNA przez rodzaj maszynerii komórkowej zwanej splicingiem. Wykorzystują platformę opartą na sztucznej inteligencji do przesiewania ogromnej liczby cząsteczek, aby ustalić, które RNA może być najlepsze dla danego zastosowania lub choroby.

W przypadku CH szukają RNA, które działałoby w celu „edycji” cząsteczki wiadomości RNA HTT, aby zmniejszyć liczbę CAG, co następnie może być wykorzystane do wytworzenia regularnego białka HTT bez tak dużej ekspansji.

Spośród dziesiątek tysięcy możliwych RNA, zespół Tacit zawęził potencjalnych kandydatów na leki w eksperymentach komórkowych do mniejszej puli zaledwie trzech, które następnie przetestowali na mysich modelach CH.

Ocenili, jak dobrze te cząsteczki zmieniały liczbę powtórzeń CAG zarówno w komórkach, jak i u myszy, używając niestandardowych odczytów genetycznych w laboratorium. Jeden z ich projektów molekularnych wykazał dobrą edycję, redukując CAG.

Przeanalizowali mózgi leczonych myszy i, co ważne, zaobserwowali dobre poziomy naprawy RNA w prążkowiu, głębokiej części mózgu, która jest jednym z najbardziej dotkniętych regionów w CH.

Nie tylko zaobserwowali, że wiadomości RNA zostały naprawione, aby zawierały mniej CAG, ale także, że białko HTT wytworzone z tych szablonów wiadomości zostało naprawione, na podstawie specjalnej molekularnej dekoracji dodanej podczas procesu naprawy.

Lek wydaje się być bezpieczny i nie szkodzi mózgom myszy. Nie zmienia również drastycznie, które geny są włączane lub wyłączane, co Tacit uważa za dobry znak, że ich wiodący projekt cząsteczki ma ograniczone efekty poza celem.

Wystąpiły jednak pewne efekty poza celem (gdy lek zmienia inne szlaki biologiczne), szczególnie w zakresie przetwarzania innych cząsteczek wiadomości RNA. Tacit nie martwi się tym zbytnio, ponieważ są one niewielkie i nie uważa się, aby zmieniały sposób wytwarzania białek, więc przewiduje się, że są bezpieczne.

Tacit jest zajęty w laboratorium testowaniem swoich cząsteczek w różnych modelach CH, a także prowadzeniem bardziej solidnych badań w celu oceny, jak dobrze te potencjalne cząsteczki leków są tolerowane i przetwarzane. Będziemy wypatrywać przyszłych aktualizacji!

To wszystko na dziś rano. Idziemy na lunch i ochłodzić się, zanim wrócimy z aktualizacjami z ostatniej sesji wystąpień tego popołudnia. Bądźcie na bieżąco.

Jim Gusella – Nowe spostrzeżenia z genetycznych modyfikatorów początku CH

Dzisiejsza (ostatnia) popołudniowa sesja skupi się na genetyce człowieka i biomarkerach. Prelegenci będą mówić o genetyce stojącej za początkiem objawów oraz o rzeczach, które możemy mierzyć, aby śledzić CH i zrozumieć, czy leki działają.

Naszym pierwszym prelegentem jest Jim Gusella z Harvard Medical School/MGH. Odegrał on główną rolę w odkryciu genu CH i zauważa, że żadna z tych prac nie byłaby możliwa bez wielu osób z rodzin CH, które oddały krew i tkankę mózgową.

Jim przypomina nam o badaniach asocjacyjnych całego genomu (GWAS), które pomogły zidentyfikować drobne zmiany genetyczne, które mogą przyspieszyć lub opóźnić początek objawów CH. Około połowa tych genów jest związana z naprawą DNA, a druga połowa ma zupełnie inne funkcje.

Badania GWAS i inne odkrycia związane z długością powtórzenia CAG oraz tym, jak może ono napędzać chorobę, doprowadziły do obecnych teorii na temat roli niestabilności somatycznej w CH. Te odkrycia bezpośrednio doprowadziły do pomysłów, które dziś zmierzają do badań klinicznych.

Wczoraj słyszeliśmy, że 150 CAG może być progiem dla utraty neuronów w CH, ale Jim twierdzi, że utrata funkcji w obwodach, przed utratą komórek, jest również bardzo ważna do zbadania i rozwiązania za pomocą terapii.

Zauważa, że wiele genetycznych modyfikatorów odkrytych przez jego grupę i inne mogło mieć wpływ na tempo ekspansji powtórzenia CAG, próg toksyczności, szkody występujące w komórkach lub szkody występujące w obwodach, gdy komórki są chore lub utracone.

Dzieli się kilkoma historiami ze swojego laboratorium – eksperymentalnymi opowieściami, które, jak ma nadzieję, doprowadzą do odpowiedzi na pytania w dziedzinie HD.

Jedno z pytań, które Jim chce zadać, dotyczy czasu działania modyfikatorów genetycznych. Kiedy analizujemy ludzi i ludzkie tkanki, patrzymy na migawkę jednego okresu w trajektorii HD danej osoby. Szczególnie trudno jest statystycznie porównywać osoby w różnym wieku i na różnych etapach HD.

Laboratorium Jima opracowało nowatorskie metody statystyczne, które pomagają maksymalnie wykorzystać dane ludzkie, jakie mamy, dopasowując grupy i wiek w sposób, który może zidentyfikować nowe modyfikatory genetyczne bardziej istotne na wcześniejszych lub późniejszych etapach choroby albo w określonych populacjach komórek mózgowych.

Drugie pytanie, które zadaje jego laboratorium, dotyczy tego, jak drobne wariacje w samym genie huntingtyny mogą zmieniać wiek, w którym pojawiają się objawy HD. Stosując zaawansowane analizy, znajdują rzadkie mutacje genetyczne, które powodują zmiany w określonych objawach, takich jak ruch czy myślenie.

Czerpiąc z bogactwa ludzkich danych genetycznych, mogą zidentyfikować subpopulacje osób z HD (na przykład osoby pochodzenia europejskiego), które mają specyficzne modyfikatory wpływające albo na zmiany ruchowe, albo na przetwarzanie poznawcze. Bardzo przydatne dla rozwoju leków ukierunkowanych na konkretne aspekty HD.

Trzecie pytanie, które zadaje laboratorium Jima, brzmi: czy jeden modyfikator genetyczny może wpływać na inny. Kombinacje dwóch drobnych zmian genetycznych mogą mieć zwielokrotniony wpływ na wiek pojawienia się objawów lub zupełnie inne konsekwencje niż każda drobna zmiana osobno.

Jim mówi o potrzebie przeanalizowania kombinacji różnych modyfikatorów, ponieważ badacze nie mogą wnioskować o funkcji kombinacji na podstawie tego, co robi każdy z nich osobno. Całkiem niezła zagadka do rozwiązania!

Inne pytanie, które może zadać, to czy jesteśmy w stanie zidentyfikować nowe modyfikatory genetyczne u osób, które POSIADAJĄ modyfikator, który powinien zmienić ich wiek wystąpienia objawów, ale tego nie robi. Badanie „odstępstw” – osób, które nie pasują do oczekiwanych krzywych statystycznych – może wskazać nowe potencjalne szlaki i cele dla leków.

Na przykład wiemy, że mutacje w genie PMS1 zwykle powodują znacznie wcześniejsze wystąpienie HD – ale nie zawsze. U tych osób można zastosować więcej metod statystycznych, żeby zrozumieć dlaczego, i prześledzić to do dodatkowych genów do zbadania – jeden z nich (BRCA2) pojawia się też w raku piersi!

Jim podkreśla, że wiele z tych danych jest bardzo nowych i wymaga rozszerzenia. Uwielbiamy, kiedy naukowcy dzielą się pracą w toku, żeby inni mogli włączyć się i przeprowadzić więcej eksperymentów i modelowania w celu potwierdzenia!

Qingqin Serena Li i Sahar Gelfman – Analiza danych całogenomowych w poszukiwaniu wskazówek dotyczących naprawy DNA

Następnie podwójne wystąpienie: Qingqin Serena Li z CHDI i Sahar Gelfman z Regeneron Genetics Center opowiedzą o analizie sekwencjonowania całego genomu – odczytywaniu wszystkich liter w kodzie DNA – w tym zmian genetycznych w genach naprawy DNA.

CHDI prowadzi globalne badanie Enroll-HD, które śledzi osoby z HD w czasie, a także pobiera próbki krwi i płynu mózgowo-rdzeniowego (w podbadaniu HDClarity).

Te cenne badania zebrały ogromną ilość danych, które teraz pozwalają naukowcom z całego świata dokładnie porównywać szczegółowe informacje genetyczne ze szczegółowymi informacjami klinicznymi.

Naukowcy mogą teraz zadawać pytania o to, jak bardzo specyficzne „kamienie milowe”, takie jak osiągnięcie pewnego poziomu zaburzeń ruchowych lub objawów poznawczych, są powiązane z konkretnymi zmianami genetycznymi.

Regeneron Genetics Center pracowało nad potwierdzeniem danych GWAS i zagłębianiem się jeszcze bardziej. W szczególności przyglądają się danym z bardzo rzadkich wariantów genetycznych – tych, które występują tylko u niewielkiego odsetka populacji – żeby zrozumieć ich wpływ na wiek pojawienia się objawów HD.

Historycznie było to trudne do zrobienia, szczególnie w chorobie, która już jest rzadka, ale kombinacja statystyk, mocy obliczeniowej, wskazówek z poprzednich badań HD i bogactwa chętnych uczestników z HD może pozwolić im przyjrzeć się temu, jak konkretne zmiany genetyczne prawdopodobnie wpływają na wcześniejsze i późniejsze etapy HD.

Badają również „egzosomy”, które można sobie wyobrazić jako pęcherzyki przenoszące informacje genetyczne. Są one tworzone i uwalniane przez różne typy komórek i są coraz częściej badane jako potencjalne biomarkery.

Wniosek z tych złożonych statystyk i genetyki jest taki, że mamy coraz potężniejsze narzędzia pozwalające naukowcom HD zagłębiać się w związek między genami a objawami obserwowanymi w klinice.

Te wystąpienia były również ważnym przypomnieniem o wkładzie społeczności HD w rozwój badań nad HD. Bez rodzin HD uczestniczących w badaniach GWAS oraz próbach klinicznych takich jak Enroll-HD i HD-Clarity, to, czego dowiedzieliśmy się z ostatnich kilku wystąpień, nie byłoby możliwe. DZIĘKUJEMY!

Evan Eichler – Zmienność strukturalna i ukryte ryzyko genetyczne

Kolejne wystąpienie należy do Evana Eichlera z University of Washington. Nie jest badaczem HD, ale zajmuje się zmiennością strukturalną w genach – dużymi zmianami, takimi jak delecje i zastąpienia wielu liter – w przeciwieństwie do zmian pojedynczych liter, o których mówili inni prelegenci.

Te duże (ponad 50 liter) zmiany są bardzo rzadkie. Evan zwraca uwagę, że wiele technologii używanych przez badaczy HD do wykrywania zmian pojedynczych liter pomija naprawdę duże zmiany. Dobra wiadomość – opracowano lepsze technologie sekwencjonowania, które radzą sobie z tym lepiej.

Laboratorium Evana odegrało rolę w wypełnianiu luk w długoletnim projekcie ludzkiego genomu. Jesteśmy teraz w punkcie, w którym, jeśli masz wystarczająco dużo czasu i zasobów, możesz przeanalizować 99,9% genomu – i ta liczba wciąż rośnie.

Jego grupa niedawno rozwiązała mutację powtórzenia trójnukleotydowego CGG, która powoduje rzadką chorobę zwaną zespołem Baratela-Scotta. To tylko jeden przykład tego, jak jego technologia może być zastosowana do indywidualnej analizy ludzkich genomów w celu diagnostyki ultrarzadkich chorób.

Badają również historię ewolucyjną, wykorzystując materiał genetyczny naczelnych innych niż człowiek, takich jak goryle, gibony i makaki. Ich ogólnym celem jest wykorzystanie różnorodnego materiału genetycznego zwierząt i ludzi, żeby lepiej zrozumieć bogactwo ludzkiej zmienności i to, jak wpływa ona na choroby.

Mogą wykorzystać to bogactwo danych, żeby spojrzeć szerzej na warianty strukturalne (duże zmiany genetyczne) i to, jak różnią się one w zależności od geografii i pochodzenia rasowego. Ogromny odsetek zmian genetycznych to duże zmiany, takie jak delecje i ekspansje (jak widzimy w HD).

Może wykorzystać szczegółowe dane sekwencjonowania, żeby cofnąć się i zidentyfikować powtórzenia genetyczne, które stanowią czynniki ryzyka dla powszechnych chorób, takich jak niewydolność serca, co może następnie dostarczyć biologicznych wyjaśnień i nowych celów terapeutycznych.

Jednym ze źródeł jego danych jest amerykański program badawczy All of Us, który próbował zrekrutować niezwykle zróżnicowaną grupę Amerykanów do włączających badań genetycznych i dokumentacji medycznej. Badacze poszukiwali różnorodności w grupach rasowych, społeczno-ekonomicznych, geograficznych i rzadkich chorób.

Analizy Evana ujawniły, że są ludzie, którzy mają powtórzenia CAG o długości charakterystycznej dla HD (40+), ale nie mają objawów i nie mają rodzinnej historii HD. Mogłoby być interesujące zbadać, dlaczego ci ludzie są tak odporni na objawy!

Może również wykorzystać te nowe metody sekwencjonowania genomu, żeby odkryć nowe typy powtórzeń trójnukleotydowych i wywnioskować nowe warianty strukturalne – wcześniej nieznane, duże zmiany genetyczne – które mogą powodować zarówno rzadkie, jak i powszechne choroby w określonych populacjach.

To wszystko jest możliwe, ponieważ nowe metody sekwencjonowania genetycznego mogą wykryć rzeczy, które wcześniej były pomijane!

Paolo Beuzer – Test do śledzenia ekspansji somatycznej w żywych komórkach

Następny jest Paolo Beuzer z CHDI. Podzieli się pracą, którą prowadził z kilkoma współpracownikami nad nowym testem, który może pomóc w badaniu ekspansji somatycznej w HD.

Chociaż ekspansja somatyczna była gorącym tematem w badaniach nad HD, Paolo zwraca uwagę, że istnieje kilka wąskich gardeł w przekształcaniu tego odkrycia w kierunku rozwoju leków.

Wiele z naszego zrozumienia ekspansji somatycznej pochodzi z próbek mózgu pobranych pośmiertnie. Ale nie możemy pobierać próbek mózgu w próbie klinicznej, żeby sprawdzić, czy lek może zmienić ekspansję somatyczną! Potrzebujemy sposobów monitorowania niestabilności somatycznej w żywych organizmach, najlepiej w sposób niezbyt inwazyjny.

Niedopasowania, wybrzuszenia w DNA, które często występują przy rozszerzonych CAG, są naprawiane nowymi literami DNA, żeby wypełnić luki, które tworzą. Paolo sugeruje, że możemy wywnioskować ekspansję somatyczną, wypatrując tego nowo zsyntetyzowanego DNA w komórce.

W eksperymencie proof-of-concept naukowcy podają neuronom specjalny typ litery DNA, zwanej EdU (wymawiane E-D-U), którą mogą zmierzyć, gdy jest używana do wypełniania tych luk w wybrzuszeniach ekspansji w genie HTT.

Ten eksperyment zakończył się sukcesem! Mogli zobaczyć EdU, ale tylko w genie HTT komórek modelujących HD, a nie w zdrowych komórkach. Sygnał stawał się bardziej wyraźny w modelach komórkowych HD z coraz dłuższymi liczbami CAG.

Sprawdzili również, gdzie jeszcze EdU został dodany do genomu podczas naprawy. Znaleźli dobry sygnał w gorących punktach naprawy, co sugeruje, że to nowe podejście działa dobrze. Paolo i jego zespół są teraz pewni, że mogą zobaczyć, gdzie następuje naprawa, a zatem wywnioskować, gdzie nastąpiła ekspansja.

Następnie sprawdzili, jak ten sygnał EdU może się zmienić, jeśli zablokowane zostaną różne komponenty mechanizmu naprawy DNA, takie jak MSH2, MSH3, MSH6 i PMS1 (wszystkie znane z wpływu na wiek wystąpienia objawów HD). Sygnał naprawy genu HTT został wpłynięty przez blokowanie tych genów, ale inne gorące punkty naprawy nie zostały dotknięte.

To interesujący nowy sposób mierzenia naprawy uszkodzeń DNA. Jednym z wniosków jest to, że jest znacznie więcej udanych zdarzeń naprawy niż zdarzeń, w których naprawa idzie źle i wydłuża powtórzenia CAG. Dobrze wiedzieć, że biologia działa przez większość czasu!

Współpracowali również z laboratorium Veroniki Brito, która wygłosiła wykład wcześniej na tej konferencji. Ten system działał również w modelach jej laboratorium – mogli zobaczyć naprawę w niektórych komórkach krwi. To sugeruje, że próbki krwi od osób z HD mogą być wykorzystane do śledzenia ekspansji somatycznej.

Claudia Langenberg – Multi-omika i AI dla precyzyjnego zdrowia w HD

Kolejne wystąpienie należy do Claudii Landenberg, która ma stanowiska zarówno w Londynie, jak i w Berlinie. Jej praca wykorzystuje dane na dużą skalę zarówno na poziomie molekularnym, jak i klinicznym, żeby zrozumieć wpływ genetyki na komórki i narządy w różnych chorobach.

Claudia podkreśla fakt, że nowe narzędzia pozwalają nam łączyć genetykę z pomiarami zdrowia ludzkiego i objawami na dużą skalę i jak nigdy dotąd. To może pomóc nam diagnozować choroby i przewidywać ich przebieg.

Nauka przez ostatnie około 10 lat znajdowała się w fazie „dużych danych”, którą naukowcy nazywają „omiką”. Mamy mnóstwo danych, które sprytni naukowcy, tacy jak Claudia, przeszukują za pomocą fajnych narzędzi komputerowych, aby znaleźć trendy i wzorce, które można wykorzystać do lepszego zrozumienia chorób i być może opracowania nowych leków.

Jedną z największych i najlepszych baz danych do badania połączenia gen-zdrowie jest UK Biobank. Duże firmy farmaceutyczne i naukowcy akademiccy analizują dane, żeby spróbować znaleźć powiązania. Problem polega na tym, że biologia jest cholernie skomplikowana, więc trendy nie są łatwo znajdowane.

Claudia pokazuje nam ogromny zbiór danych, w którym większość chorób nie ma sygnałów w swoich sygnaturach białkowych, które solidnie śledzą chorobę – to rozczarowujące, ale są inne zbiory danych do rozważenia.

Zamiast rozważać białka w izolacji, patrzą na wszelkiego rodzaju odczyty – genetykę, proteomikę i inne dane, wszystko w kombinacji. To nazywa się podejściem multi-omicznym. Używając narzędzi AI, mogą wyciągnąć trendy i wzorce zbyt skomplikowane, żeby je dostrzec za pomocą zwykłych podejść statystycznych.

Claudia i jej potężny zespół zastosowali swoją analizę, żeby zobaczyć, jak dobrze są w stanie przewidzieć różne choroby na podstawie samych sygnatur danych. Odnieśli sukces z szpiczakiem mnogim, rodzajem raka krwi, i rozszerzają swoje podejście na inne choroby, w tym HD.

Ten rodzaj analizy jest możliwy tylko dzięki dziesiątkom tysięcy osób, które uczestniczą w wysiłkach zbierania danych. Jednak te bazy danych są zdominowane przez ludzi pochodzenia europejskiego, co oznacza, że te trendy mogą nie być prawdziwe dla ludzi z innych środowisk.

Żeby pokonać to wyzwanie, trwają wysiłki, żeby zdywersyfikować te bazy danych z udziałem osób, które pochodzą z całego świata. Miejmy nadzieję, że to oznacza, że idąc dalej, badania nad połączeniem gen-zdrowie mogą być bardziej włączające.

Claudia zastosowała podejście oddolne, aby połączyć bardzo rzadkie obserwacje objawowe z nowymi przyczynami genetycznymi. Stosuje również metaanalizy, które łączą wyniki z wielu badań, aby uzyskać jeszcze bogatszą kolekcję „dużych danych”.

I to kończy spotkanie! Jak zawsze, jesteśmy zaskoczeni nowością i różnorodnością pomysłów przybliżających nas do leczenia HD. Artykuły podsumowujące będą następne, więc zostańcie z nami!