Se ha descubierto que un gen conocido por ayudar a facilitar la comunicación entre las neuronas del sistema nervioso está relacionado con la demencia de Alzheimer y el deterioro cognitivo, según un equipo de investigación nacional dirigido por el Laboratorio Jackson y la Universidad de Maine.
Catherine Kaczorowski, profesora asociada y presidenta de la familia Evnin en la investigación de Alzheimer en el Laboratorio Jackson JAX, y profesora adjunta de la Escuela de Graduados en Ciencias Biomédicas e Ingeniería de la UMaine GSBSE, encabezó un estudio para identificar los mecanismos genéticos que afectan la resistenciao vulnerabilidad al debilitamiento de la cognición y las demencias, como el Alzheimer.
Andrew Ouellette, estudiante de doctorado en JAX y becario predoctoral GSBSE NIH T32, dirigió el proyecto, junto con su mentor Kaczorowski y científicos de todo Estados Unidos
Al estudiar la memoria y el tejido cerebral de un gran grupo de ratones genéticamente diversos, el equipo descubrió que la expresión del gen Dlgap2 está asociada con el grado de pérdida de memoria en ratones y el riesgo de demencia de Alzheimer en humanos. Investigaciones adicionales confirmaráncómo influye el gen en la demencia y la función mental.
Dlgap2, ubicado en las sinapsis de las neuronas, sirve para anclar receptores críticos para las señales entre las neuronas necesarias para el aprendizaje y la memoria. Al estudiar tejido cerebral humano post-mortem, el equipo descubrió niveles bajos de Dlgap2 en personas que experimentan una "peor salud cognitiva"y "deterioro cognitivo más rápido" antes de la muerte, según los investigadores.
Los hallazgos del equipo se publicaron en la revista Informes de celda.
"La razón por la que esto es tan importante es porque muchas investigaciones sobre el envejecimiento cognitivo y el Alzheimer se han centrado demasiado en genes de riesgo conocidos como APOE y patologías cerebrales", dice Kaczorowski. "Queríamos darnos la opción a nosotros mismos.de mirar cosas nuevas que la gente sigue ignorando porque nunca antes habían oído hablar de un gen ".
Los investigadores encontraron que Dlgap2 influye en la formación de espinas dendríticas en las neuronas, lo que puede afectar la función cognitiva. Las espinas más largas y delgadas con forma de hongos demuestran un mayor rendimiento mental que las espinas más rechonchas en ratones, dice Ouellette, y la cognición disminuida se correlaciona con una pérdida de dendríticasespinas.
El estudio sirve como trampolín para investigaciones adicionales sobre Dlgap2. Ouellette explorará cómo influye en la cognición y cómo se puede utilizar en el tratamiento terapéutico para la pérdida de memoria, en parte mediante la manipulación del gen con la herramienta de edición CRISPR. Otros miembros de laEl laboratorio de Kaczorowski está estudiando cómo regular Dlgap2 con productos farmacéuticos para ayudar a prevenir el deterioro cognitivo con la edad.
Los científicos confiaron en ratones Diversity Outbred, una población de ocho padres creada por el Laboratorio Jackson para reflejar mejor la diversidad genética en humanos. El estudio Dlgap2 involucró a 437 ratones, cada uno de seis, 12 o 18 meses de edad.
"Es genial porque puedes aprovechar las mejores partes de un estudio con ratones y de la sociedad humana", dice Ouellette. "Históricamente, la investigación se ha realizado con ratones endogámicos con estructuras genéticas similares; los mismos modelos genéticos similares. Pero clínicamente, los humanos nono funcionan así porque no son genéticamente idénticos ".
El equipo realizó un mapeo de loci de rasgos cuantitativos en la población de ratones, examinando secuencias del genoma completo para identificar genes responsables de la función cognitiva variable y dónde ocurrían en las secuencias. Después de identificar la conexión entre Dlgap2 y el deterioro de la memoria en ratones, los investigadores evaluaron su importanciaen la funcionalidad mental humana utilizando estudios de asociación del genoma para la demencia de Alzheimer y estudiando muestras de tejido cerebral post-mortem utilizando imágenes, microscopía y otros métodos.
Kaczorowski dice que el proyecto se basó en la información y la experiencia de los 25 coautores. Por ejemplo, Gary Churchill, profesor y presidente de Karl Gunnar Johansson en JAX, Elissa Chesler, profesora de JAX, y el becario postdoctoral Niran Hadad brindaron su experiencia en la utilización demodelos exógenos de diversidad e integración de datos genómicos de especies cruzadas al proyecto. Sus esfuerzos, dice, enfatizan la importancia del trabajo en equipo en el avance de la investigación médica.
"Podremos contribuir mucho más a la salud humana con la ciencia en equipo", dice ella.
GSBSE y The Jackson Laboratory se asocian para proporcionar programas de doctorado cooperativos que incluyen capacitación en el lugar en el laboratorio de Bar Harbor. La escuela también se asocia con otras instituciones académicas y de investigación para brindar experiencias de aprendizaje similares. UMaine otorga los títulospara estos programas.
Kaczorowski dice que el programa de doctorado en ciencias biomédicas de la GSBSE brinda a los estudiantes oportunidades de aprendizaje práctico que, al igual que con Ouellette, pueden ayudarlos a darse cuenta de su pasión y talento. La investigación de Dlgap2 con Kaczorowski influyó en la disertación de doctorado de Ouellette para explorar más a fondo cómoDlgap2 influye en la cognición en los animales.
"Me gusta mucho este estudio porque es muy interdisciplinario", dice Ouellette, y agrega que armoniza la ciencia biológica y la computacional. "Este estudio me puso en un camino que me hace querer ser un científico más interdisciplinario".
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Materiales proporcionado por Universidad de Maine . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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