Un nuevo estudio de USC Stem Cell , publicado en Nature Medicine, describe cómo una mutación genética provocó toxicidad en las células nerviosas, causando muchos casos de ELA y cierto tipo de demencia.
En el estudio, Yingxiao TK Shi y Shaoyu Sebastian Lin describen cómo una mutación en un gen, llamado C9ORF72, conduce a la toxicidad en las células nerviosas, causando el 10 por ciento de todos los casos de ELA y un 10 por ciento adicional de demencia frontotemporal.
Para comprender cómo sucede esto, los investigadores extrajeron sangre de pacientes con ELA que portaban la mutación C9ORF72 y reprogramaron estas células sanguíneas en las células nerviosas motoras que degeneran y mueren en la enfermedad.
También extrajeron sangre de pacientes sanos, reprogramaron estas células sanguíneas en células nerviosas motoras y utilizaron la edición de genes para eliminar el gen C9ORF72.
Ya sea derivada del paciente o editada genéticamente, todas las células nerviosas motoras con la mutación tenían cantidades reducidas de la proteína que normalmente produce el gen C9ORF72. Además, al agregar proteína C9ORF72 suplementaria, los investigadores pudieron detener la degeneración de las células nerviosas motoras.
Descomponer Las Proteínas
A través de una serie de experimentos, los investigadores revelaron que las células nerviosas motoras usan la proteína C9ORF72 para construir lisosomas, compartimentos celulares que se usan para engullir y descomponer proteínas tóxicas y otra basura.
Sin suficientes lisosomas, las células acumulan basura, lo que eventualmente las mata.
Guiado por estos descubrimientos, el Laboratorio Justin Ichida ahora está utilizando células nerviosas motoras derivadas de pacientes para probar miles de medicamentos potenciales, con un enfoque en aquellos que afectan los lisosomas, compartimentos celulares utilizados para engullir y descomponer proteínas tóxicas y otra basura.
“Al comprender el papel de los lisosomas en la ELA y la demencia frontotemporal, podemos enfocar mejor nuestra búsqueda de nuevos medicamentos o terapias para tratar estas enfermedades devastadoras”, dijo Ichida, profesor asistente de biología de células madre y medicina regenerativa en la USC, y New Investigador de la York Stem Cell Foundation-Robertson. Su laboratorio sirvió como sitio para la investigación.
Los coautores incluyen a Kim Staats, Yichen Li, Wen-Hsuan Chang, Shu-Ting Hung, Eric Hendricks, Gabriel Linares, Yaoming Wang, Brent Wilkinson, Louise Menendez, Toru Sugawara, Phillip Woolwine, Mickey Huang, Michael J. Cowan, Brandon Ge, Nicole Koutsodendris, K. Perry Sandor, Jacob Komberg, Valerie Hennes, Marcelo Coba y Berislav Z. Zlokovic de la USC; Esther Y. Son de la Universidad de Stanford; Xinmei Wen y Davide Trotti de la Universidad Thomas Jefferson; Kassandra Kisler y Amy R. Nelson de la USC y la Universidad Thomas Jefferson; Vamshidhar Vangoor, Ketharini Senthilkumar, Leonard H. van den Berg y R. Jeroen Pasterkamp del Centro Médico Universitario de Utrecht en los Países Bajos; Tze-Yuan Cheng y Shih-Jong J. Lee de DRVision Technologies; Paul August de Icagen Corporation; Jason A. Chen, Nicholas Wisniewski, Victor Hanson-Smith, T. Grant Belgard y Alice Zhang de Verge Genomics; y Chris Grunseich y Michael Ward del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares.
Ichida y August son cofundadores de Acurastem Inc.
El setenta y cinco por ciento de la investigación recibió el apoyo de $6 millones de fondos federales de EE. UU. de los Institutos Nacionales de Salud (AG039452, AG023084, NS034467, R00NS077435 y R01NS097850) y el Departamento de Defensa (W81XWH-15-1-0187).
El veinticinco por ciento del trabajo fue apoyado por $2 millones de fuentes privadas y fuera de los EE. Donald E. y Delia B. Baxter Foundation, Tau Consortium, Frick Foundation for ALS Research, Muscular Dystrophy Association, New York Stem Cell Foundation, Regenerative Medicine Initiative at the Keck School of Medicine of USC, USC Broad Innovation Award y el Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales del Sur de California. Staats recibió apoyo de una beca de desarrollo de la Asociación de Distrofia Muscular, Menéndez de una beca de capacitación del NIH (T32DC009975-04) e Son de una beca posdoctoral Walter V. e Idun Berry.
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.