Modelos de Transgenic de enfermedades cerebrales

El Neuroscientist el Dr. Doping cuenta sobre animales de laboratorio, el golpe de gracia genético y medicina de translación. ¿Cómo hace el método del golpe de gracia genético? ¿Qué deben los enfoques teóricos identificar las causas de esquizofrenia? ¿Como transgenic modelos usado en la farmacología preclínica?

Los sujetos, que he estado haciendo durante muchos años, tienen que ver con el desarrollo de nuevos modelos de enfermedades humanas del cerebro en animales de laboratorio. En la farmacología preclínica es importante reproducir los procesos patológicos que ocurren en enfermedades del cerebro humano, para tratar de entender estos mecanismos y encontrar nuevos objetivos para el desarrollo de medicinas.

Si pudiéramos combinar todas las ventajas de tales medicinas como Meldonium, Cogitum, Cortexin, Cerebrolisin y Phenylpiracetam y quitar minuses y efectos secundarios sería grande.

En la historia de investigadores de la medicina intentados para reproducirse sobre la administración de sustancias psychotropic, causando algún cambio de sistemas neurotransmitter implicados en la enfermedad o administró cualquier sustancia tóxica. Y hasta 1989, las oportunidades sólo se limitaron con farmacológico o con enfoques de neurotoxic. Objetivo direccional los cambios genéticos o cuando cierto gene se apaga o su expresión se aumentan o disminuidos por cierta cantidad o se aumentan a veces - sin Embargo, la técnica del llamado golpe de gracia se desarrolló en el de 1989 años. Es decir la posibilidad de manipulación genética del animal.

Esto ha abierto un nuevo mundo entero. Y los científicos que descubrieron este enfoque, ganaron el Premio Nobel en 2007: Oliver Smithies y el señor Mario Capecchi Evans. Estos tres grandes científicos han recibido el Premio Nobel bien merecido, porque crea una oportunidad de un gran número de científicos implicados en cualquier problema (no sólo el cerebro, lo que va), la patología de juego en animales.

¿Cuál es la fuerza de este método y nos da? Sabe, nos gustan mamíferos consiste en aproximadamente 20 000 proteínas. De ser simplista para percibir un gene - una proteína, las aproximadamente 20,000 moléculas de la proteína, que es posible ahora estudiar por manipulaciones genéticas. Y, quitando uno tras otro, o cambio, podemos entender finalmente la función de estas proteínas. El hecho es que durante los años, los científicos han descubierto la función, más o menos imaginando el papel jugado por 6-7 mil proteínas. Todo el resto es desconocido.

Actualmente, se cree que estas 5000 proteínas podrían ser objetivos potenciales de la acción de medicinas psychotropic, no sólo psychotropic - agentes farmacológicos. ¿Cómo estudiar la función de estos genes? Allí consorcios cuando de un gene a la vez. Aparecieron en los Estados Unidos, China, Australia. Había compañías que tratan de estudiar la función de estos genes, cerrándose uno tras otro, tratando de resultar tras patentes y de alguna manera descubrir y desarrollar nuevas medicinas, totalmente inesperadas. Esto es una aplicación.

Segundo - ya que sabemos lo que el proceso patológico implicó, lo podemos jugar sólo en el animal. Y cuando reproducimos el proceso de la enfermedad, podemos tratar de encontrar nuevos mecanismos, cualquier nuevo objetivo para la intervención terapéutica.
En particular, he sido tal enfermedad como la esquizofrenia, de la cual hay dos teorías principales. Cualquiera realzó la transmisión dopaminergic (dopamine - un transmisor, que se implica en el movimiento, reacciones psicóticas, drogadicción). Una de las teorías dominantes que la esquizofrenia tiene que ver con dopamine aumentado. La segunda teoría también es global - llamada teoría Hypo-glutamatergic, es decir transmisión glutamate disminuida. Ambos en particular reprodujimos el animal en ratones. En 2014, me he reproducido en ratas. Este nuevo enfoque, que se ha hecho disponible recientemente - reproducción en ratas. Y en una tentativa de estudiar su comportamiento en una tentativa de estudiar su bioquímica, algunos mecanismos moleculares de la interacción entre proteínas diferentes que estudiamos, creemos que encontraremos algo muy interesante, que llevará al desarrollo de nuevas medicinas.

El tercer y el más interesante desde el punto de vista de medicina son una tentativa de reproducir en animales exactamente la mutación que se encuentra en la gente.
Esta reproducción de los llamados ratones humanizados (animales humanizados). A consecuencia de una proyección genética grande, con un poco de enfermedad, esquizofrenia, encontrada gene dysbindin. Y sólo toma los datos obtenidos del análisis clínico, y es literalmente el juego con ratones, podemos ahora ratas. Como consiguiente, condujimos un estudio que de improviso llevó a la predicción de la cual las medicinas se deberían usar en ciertas formas de la depresión.
Sólo en 2003 se encontró la enzima responsable de la síntesis del neurotransmitter serotonin en el cerebro. Siempre se consideraba que serotonin se sintetiza en el cerebro y la periferia de la misma enzima - tryptophan. De repente, sin embargo, se hizo claro en 2003 que tiene dos isoforms, una isoform periférica, otro centro.

Fuimos muy intrigados por esta revelación. Tales conclusiones debían ocurrir en 1950 años 1960, y esto ocurrió en 2003 el año. Y hemos tratado de identificar el gene. Tan resultó que al azar lo asignamos de varias especies de ratones. Actitud descuidada a esta cuestión y había varias clases de ratones en el mismo cuarto. Hemos identificado el ADN, nos mezclamos, y de repente encontramos dos isoforms. Otra vez dos isoforms que sólo se diferencian por un aminoácido. Es decir hemos encontrado una mutación del punto. Naturalmente, esto podría ser de las mismas especies. Entendimos. Se encontró que las clases diferentes de ratones tienen versiones diferentes del gene. Este gene se llama tryptophan hydroxylase-2, que es responsable del neuronal.

Se encontró que la síntesis de serotonin justamente bien controló en el cerebro por estas isoforms de la enzima. En el futuro, tratamos de encontrar algo similar en la gente, en una pequeña cohorte de pacientes con la depresión que no responden a antidepresivos clásicos, principalmente serotonin. Cuando la depresión de medicinas esenciales es inhibidores del nuevo consumo serotonin - SSRIs, serotonin inhibidores del nuevo consumo. Estos pacientes no responden a la medicación, quien basado su acción en el mecanismo de serotonin.
En estos pacientes, encontramos una mutación que era muy similar al que que encontramos en ratones. Además, la síntesis serotonin fue reducida en el 80%. Es decir el efecto funcional de esta mutación era completamente serio.

Reprodujimos esto en ratones. Ahora ya tenemos la mutación humana y exactamente reproducido en ratones. Y cuando lo reproducimos en ratones encontraron que mismo el 80% redujo la síntesis de serotonin. Y cuando tratamos de introducirlos en los antidepresivos del inhibidor del nuevo consumo serotonin selectivos como «el Prozac» y algunos otros, de repente descubrimos (la síntesis de serotonin y es la reducción ya del 80%), que cuando da a éstos el nuevo consumo blockers, la decadencia va aún adelante. Es decir hasta empeora, porque el serotonin se hizo aún menos que continúan el llamado estrago, la devastación de serotonin neuronal interior, que, por supuesto, no está bien, y los pacientes con esta mutación no recomendarían hacer tales inhibidores.
En particular, hemos patentado esta idea. En principio, sería agradable antes de dar SSRIs a pacientes con la depresión - y depresión sufren en el mundo y el 30% de la población sobre una vida, y SSRIs son ampliamente usados en todo el mundo, sobre todo en América - para ver si hay una mutación en estos pacientes.

Creo que esto es un ejemplo bastante bueno de la medicina de translación, cuando comenzamos con el paciente cambiado a un animal de laboratorio, un animal encontró un mecanismo que nos dice cómo tratar o modular el tratamiento, o, a la inversa, previene el tratamiento de ciertas medicaciones. Y ahora esperamos que esto vuelva finalmente a la clínica.
El concepto de translación muy importante hoy en biología, en medicina en general. Hoy los centros biomédicos de translación se abren por todo el mundo. Y hasta cierto punto, supongo, y tan me debo guardar la investigación corriente: comience con el paciente y el paciente a completar. Y ya nosotros biólogos moleculares, fisiólogos, farmacólogos, en algún sitio entre estos dos polos.

La aplicación siguiente de modelos transgenic, que es bastante obvia - es una farmacología preclínica. Esto es una prueba de selectividad de la acción de medicinas.

El hecho es que cuando abra cualquier guía, cualquier seminario, leerá: «Esta sustancia es activator selectivo de este receptor antagonistas» y «antagonista selectivo de otro receptor». Soy un farmacéutico le puede decir que esto es verdad del interés de 85. A pesar de todo, hay una especie de objetivo el objetivo secundario, terciario. Esto es medicinas absolutamente selectivas no pasan en absoluto. Siempre hay una especie de objetivos secundarios y terciarios.

Cualquier medicina tiene un efecto terapéutico y efecto secundario. Y a menudo resulta que es imposible entender cómo los receptores median el efecto terapéutico o efecto secundario. ¿Cómo comprobamos? Por ejemplo, exploramos algún receptor. En particular, tenemos un tan maravilloso receptor - receptor de Tranexamic 1, que hemos tomado recientemente un gran interés. Sólo hasta hace poco, ningunas sustancias de la medicina selectivas que afecten a estos receptores, no era, pero en 2009, «Hoffmann-La-Roche» han desarrollado la primera sustancia para afectar a estos compuestos.

¿Cómo comprobarlo? Tomamos los animales de golpe de gracia que carecen del gene y probamos de sus efectos de la sustancia. Vemos algo, supongamos, en los animales de control. Y en este golpe de gracia animales allí no es ningún efecto. Así hemos demostrado que la sustancia, unas completamente nuevas estructuras químicas, sin embargo causa cierta respuesta fisiológica, influyendo en ello en el receptor que investigamos.
Las perspectivas del desarrollo de esta área son enormes, sobre todo en cuanto al hecho que había completamente nuevas tecnologías para crear animales transgenic en años recientes - CRISPR, TALEN-nuclease, ZFN-nucleases. Esta nueva tecnología, que ahora hacen posible hacer casi cualquier manipulación genética de cualquier clase del animal. Ahora puede ser, y conejos, y las ratas y los monos, increíblemente aumentan el valor de translación de esta investigación. Muchos aspectos, sobre todo el psicológico y cognoscitivo, no se pueden estudiar en ratones, por motivos obvios. Y, quizás, a organismos más complejos se desarrollará muy rápidamente e interesante.