Работа – доказательство понятия для использования дрожжей генетическая модель, чтобы найти терапевтические цели, в этом случае для людей с наиболее распространенной мутацией муковисцедоза, названной? F508-CFTR. У этой мутации влияние близко к 90 процентам пациентов с муковисцедозом и половине из тех есть две копии мутации.
«Исследование – первое преклиническое исследование к нашему знанию, из которого демонстрирует терапевтические уровни? F508-CFTR функционируют в основных терпеливых клетках», сказал Джон Л. Хартман IV, Доктор медицины, адъюнкт-профессор в Отделе UAB Генетики и Научно-исследовательском центре Муковисцедоза Грегори Флеминга Джеймса.Работа была недавно издана в Биологии PLOS, и это будет затем проверено в моделях животных муковисцедоза, говорит Кэтрин Оливер, аспирант, который сделал лабораторную работу над UAB.
Муковисцедоз – прогрессирующее генетическое заболевание, отмеченное непроходящими инфекциями легких, которые приводят к повреждению легкого и серьезной трудности при дыхании. Легкие здоровых людей производят приблизительно две кварты слизи день. Эта слизь транспортируется до горла махающим движением похожих на волосы ресниц на клетках, которые выравнивают дыхательные пути, подобная ленточному конвейеру деятельность, которая удаляет бактерии, вирусы и мелкие частицы, которые вдохнули в легкие.
Дефектный ген при муковисцедозе приводит к густой, вязкой слизи, которая сопротивляется транспорту. Генным продуктом, названным CFTR, является крошечный канал, который выдвигает ионы хлорида через клеточную мембрану секреторных эпителиальных клеток. Водные шаги наряду с теми ионами, чтобы смазать внеклеточные ресницы и, следовательно, слизь.
В больных муковисцедозом сломан канал, таким образом, ресницы и слизь не становятся гидратировавшими.Исследователи UAB, наряду с коллегами в Университете Макгилла, Монреаль, Канада, и Университете Эмори, Атланта, восстановили канал хлорида совокупными эффектами подавления рибосомного белка по имени Rpl12 и использование исследовательского препарата VX-809 или Lumacaftor. Вместе, эти два лечения смогло восстановить транспортировку хлорида CFTR к 50 процентам нормальной деятельности в бронхиальных эпителиальных клетках. Этого уровня, если достигнуто в пациентах, могло бы быть достаточно, чтобы произвести здоровую функцию легкого.
Эта работа – доказательство понятия для обнаружения новых терапевтических целей пациентов, используя genomewide анализ взаимодействия генов с гомологом дрожжей. Общий предок дрожжей и люди отличались приблизительно миллиард лет назад, но есть все еще достаточно функционального сохранения между некоторыми парами дрожжей и человеческих генов, что ими можно заменить друг друга.«Нам любопытно на предмет степени, до которых дрожжей генетические модели могут показать сети взаимодействия генов, относящиеся к человеческой болезни», сказал Хартман. «Для муковисцедоза эти дрожжи phenomics подход, кажется, очень полезны».
ПодробнееМуковисцедоз (CF) появляется, когда человек наследует дисфункциональную копию белка CFTR от его или ее матери и отца, приводя к двум мутациям в том пациенте. CFTR обозначает трансмембранный регулятор проводимости CF, ПРИВЕДЕННЫЙ В ДЕЙСТВИЕ ATP ионный канал, который охватывает клеточную мембрану.
Наиболее распространенная мутация CF? F508-CFTR, удаление одного остатка аминокислоты фенилаланина от белка CFTR. Это удаление вмешивается в надлежащее сворачивание белка CFTR в клетке, приводя к ухудшению возникающего полипептида в endoplasmic сеточке.У дрожжей есть гомолог к CFTR под названием YOR1, насос, который экспортирует митохондриальный токсин oligomycin, делая дрожжи стойкими к oligomycin.
С эволюционной точки зрения YOR1 находится в том же самом семействе белков как CFTR и обладает эквивалентной мутацией человеку? F508-CFTR, известный как?
F670-YOR1.? F670-YOR1 – misfolded и ухудшенный в дрожжевых клетках способом, подобным? F508-CFTR в человеческих клетках легкого. Таким образом?
F670-YOR1 систематически вводился в каждые приблизительно из 4 700 различных напряжений дрожжей, каждую потерю предоставления крова функции в единственном гене дрожжей. Цель?
Найти цели спасения misfolding? F670-YOR1.? Функция F670-YOR1 измерена изменениями в oligomycin сопротивлении, которые были обнаружены новой технологией, разработанной в лаборатории Хартмана – количественное фенотипирование множества клетки высокой пропускной способности или Q-HTCP. Эта технология собирает десятки тысяч кривых роста одновременно, позволяя точное и точное определение количества ответа роста всех 4 700 мутантов к запрещающему лечению как oligomycin.
В этих беспристрастных исследованиях дрожжей многочисленные гены, включая RPL12, были идентифицированы как потенциальные цели, которые могли восстановить надлежащий? Сворачивание F670-YOR1 и предотвращает endoplasmic деградацию, связанную с сеточкой, и поэтому, по аналогии, также спасает? Деятельность F508-CFTR. На основе результатов дрожжей эксперименты с человеческими клетками CF проводились, используя маленькую вмешивающуюся РНК, чтобы подавить уровни соответствующих целевых белков, особенно RPL12, рибосомный белок стебля, вовлеченный в перевод mRNA.
Это запрещение RPL12 повысило плазменную мембранную плотность, функцию и стабильность? F508-CFTR в апикальной поверхности основных бронхиальных эпителиальных клеток изолирован от пяти различных пациентов, несущих? F508-CFTR.Подавление RPL12 замедляет темп удлинения перевода возникающих?
Белок F508-CFTR в рибосомной поверхности, которая может уменьшить сумму misfolded белков во время синтеза. Когда запрещение RPL12 было объединено с корректором маленькой молекулы VX-809, функция CFTR в клетках мутанта увеличилась до 50 процентов уровня дикого типа, который является много больше 30-процентного порога, который, как полагают, был выгоден для пациентов с CF.
VX-809 действует как молекулярная компаньонка, чтобы способствовать сворачиванию? F508-CFTR, но препарат показал только скромные преимущества в клинических испытаниях с пациентами, у которых есть две копии?
Мутация F508-CFTR.Взятый вместе, эта работа представляет первые свидетельства, что новые терапевтические стратегии человеческих пациентов могут быть определены на основе исследований дрожжей, и что быть планированием рибосомный белок (Rpl12) вместе с VX-809 может спасти функцию CFTR к терапевтически соответствующим уровням.