Forscher der Universität Barcelona haben gemeinsam mit Kollegen der Universität Zaragoza und der Northwestern University eine mögliche therapeutische Strategie für die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) entwickelt. ALS ist eine neurodegenerative Krankheit, die die Neuronen angreift und einen Verlust der Muskelkontrolle verursacht.
Die Studie konzentrierte sich auf den genetischen Defekt Poly-GR Dipeptid, der für ALS verantwortlich ist. Die Forscher entwickelten eine molekulare Falle, die verhindert, dass die Poly-GR Dipeptide toxische Wirkungen im Körper entfalten können. Diese Strategie konnte das Absterben von Neuronen sowohl bei Patienten als auch bei Fliegenmodellen von ALS verringern.
Die C9orf72-Genmutation ist eine häufige Ursache von ALS sowohl bei familiären als auch bei sporadischen Fällen. Die Mutation führt zur Bildung von Dipeptiden mit vielen positiven Ladungen, die hochgiftige Wirkungen auf Motorneuronen haben. Die Forschung kombinierte computergestützte und experimentelle Techniken, um die molekularen Aspekte dieser Dipeptide besser zu verstehen.
Die Studie kam zu dem Ergebnis, dass die Toxizität dieser Verbindungen auf ihre Bindung an ribosomale RNA (rRNA) zurückzuführen ist, ein Molekül, das an der Übersetzung genetischer Informationen und der Proteinsynthese in Zellen beteiligt ist. Insbesondere Poly-GR bindet an eine bestimmte Region der rRNA und stört die Bildung von Ribosomen sowie die Proteinsynthese in menschlichen Motorneuronen, was zum Absterben dieser Neuronen führt.
Um dieser Toxizität entgegenzuwirken, entwickelten die Forscher ein Molekül, das die spezifische Sequenz der rRNA nachahmte, an die die Dipeptide binden. Diese Falle reduzierte Defekte in der Ribosomenbildung, der Proteinsynthese und der Toxizität bei Zellen, die Poly-GR exprimierten. Sie verringerte auch das Absterben von Neuronen bei ALS-Patienten mit C9orf72-Genmutationen.
Weitere Forschungen sind erforderlich, um diese Strategie zu validieren und vollständig zu verstehen. Dennoch deuten die Ergebnisse darauf hin, dass RNA-Traps nützlich sein könnten, um RNA-Protein-Interaktionen zu untersuchen und Neuronen vor abnormen Proteinen in anderen neurodegenerativen Krankheiten zu schützen.
Einführung
Die Universität Barcelona, die Universität Zaragoza und die Northwestern University haben eine potenzielle Therapiestrategie für die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) entwickelt. ALS ist eine neurodegenerative Erkrankung, die Neuronen betrifft und zum Verlust der Muskelkontrolle führt.
Verständnis von ALS und die Rolle des Poly-GR-Dipeptids
Bei ALS sind die Neuronen betroffen und es kommt zu einem Verlust der Muskelkontrolle. Die häufigste genetische Verbindung, die mit ALS in Verbindung gebracht wird, ist das Poly-GR-Dipeptid. Dieses Dipeptid ist für toxische Effekte im Körper verantwortlich, die zum Tod der Neuronen führen. Die Mutation des C9orf72-Gens tritt häufig bei ALS auf und produziert Dipeptide mit positiven Ladungen, die eine Toxizität für Motoneuronen verursachen.
Computergestützte und experimentelle Techniken zur Untersuchung des Poly-GR-Dipeptids
Die Forscher verwendeten computergestützte und experimentelle Techniken, um die molekularen Aspekte der Poly-GR-Dipeptide zu untersuchen. Diese Dipeptide wurden gefunden, um an ribosomale RNA (rRNA) zu binden, eine Molekül, das an der genetischen Informationsübersetzung und Proteinsynthese in Zellen beteiligt ist. Die Bindung der Dipeptide an rRNA stört die Ribosom-Biosynthese und die Proteinsynthese in Motoneuronen und führt zum Tod der Neuronen.
Entwicklung einer molekularen Falle für Poly-GR-Dipeptid
Um der Toxizität durch Poly-GR-Dipeptid entgegenzuwirken, entwickelten die Forscher ein Molekül, das die spezifische rRNA-Sequenz nachahmte, an die die Dipeptide binden. Diese Falle reduzierte Defekte in der Ribosom-Biosynthese, der Proteinsynthese und der Toxizität in Zellen, die Poly-GR-Dipeptid exprimierten. Sie verringerte auch den Tod der Neuronen bei ALS-Patienten mit der C9orf72-Genmutation.
Potentielle Anwendungen von RNA-Fallen bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen
Die Ergebnisse dieser Studie legen nahe, dass RNA-Fallen nützlich sein könnten, um RNA-Protein-Interaktionen zu untersuchen und Neuronen vor abnormen Proteinen bei anderen neurodegenerativen Erkrankungen zu schützen. Weitere Forschung ist erforderlich, um diese therapeutische Strategie zu validieren und vollständig zu verstehen.
Schlussfolgerung
Diese Studie hat eine potenzielle Therapiestrategie für ALS identifiziert, indem ein Molekül entwickelt wurde, das den toxischen Effekten von Poly-GR-Dipeptiden entgegenwirkt. Diese Strategie hat vielversprechende Ergebnisse gezeigt, indem sie den Tod von Neuronen sowohl bei Patienten als auch bei ALS-Modellen in Fliegen verringert hat. Die Ergebnisse legen auch nahe, dass RNA-Fallen breitere Anwendungen bei der Untersuchung und Behandlung anderer neurodegenerativer Erkrankungen haben könnten.
