Studie nutzt „systems genetics“ – Ansatz zur Identifizierung potentieller Gegner für Epilepsie

Ein einzelnes gen, koordiniert ein Netz von über 400 Gene, die bei Epilepsie könnte ein Ziel für neue Behandlungen, entsprechend der Forschung.

Epilepsie ist eine häufige und schwerwiegende Krankheit, die sich auf rund 50 Millionen Menschen weltweit. Die Sterblichkeit bei Menschen mit Epilepsie zwei bis drei mal höher als die Allgemeine Bevölkerung. Es ist bekannt, dass Epilepsie eine starke genetische Komponente, aber das Risiko ist in Bezug auf mehrere Faktoren, sind „spread“ über Hunderte von Genen. Erkennen, wie diese Gene untereinander koordiniert sind im Gehirn ist wichtig bei der Suche nach neuen anti-Epilepsie-Medikamenten. Dies erfordert Ansätze, die analysieren, wie mehrere Gene, die Arbeit im Konzert um die Krankheit verursachen.

Statt das Studium einzelner Gene, die den üblichen Ansatz in der Epilepsie, Datum, Forscher vom Imperial College London entwickelt neuartige Rechen-und Genetik-Techniken systematisch zu analysieren, die die Aktivität der Gene bei der Epilepsie. In Nature Communications veröffentlicht wurde, die Studie ist die erste Anwendung dieses „systems genetics“ – Ansatz zur Epilepsie.

Die Forscher untersuchten Proben von Hirngewebe entfernt von den Patienten während der Neurochirurgie für Ihre Epilepsie. Ausgehend von diesen Proben identifizierten Sie ein gen-Netzwerk, das war sehr aktiv im Gehirn dieser Patienten, und dann entdeckt, dass loser-gen, Sestrin 3 (SESN3), fungiert als ein wichtiger regulator dieser Epilepsie-gen-Netzwerk. Dies ist das erste mal SESN3 wurde Verwicklung in die Epilepsie und die Koordinierung übernehmen, wurde bestätigt in Studien mit Mäusen und zebrafischen.

Dr. Enrico Petretto, von der Medical Research Council (MRC) Clinical Sciences Centre, Imperial College London und co-senior-Autor der Studie, sagte: „Systeme Genetik ermöglicht es uns, zu verstehen, wie mehrere Gene zusammen arbeiten, das ist viel effektiver als die Suche unter der Wirkung eines Gens isoliert. Es ist ein bisschen wie der Versuch, sich gegen eine rivalisierende football-team. Wenn Sie möchten, stoppen Sie das team gut spielt, kann man nicht nur den Gegner ein einzelner Spieler; müssen Sie zuerst verstehen, wie das team spielt zusammen und Ihre Strategie. Ebenfalls in Systemen Genetik wir suchen nicht nur ein gen zu einem Zeitpunkt, aber ein Netzwerk oder eine Gruppe von Genen und der funktionalen Beziehungen zwischen Ihnen in der Krankheit.

„Nach dem Verständnis, wie die Mannschaft spielt zusammen, ist ein möglicher Ansatz, um gegen eine starke Mannschaft ist, zum identifizieren einer major control point – sagen, der Kapitän oder der Trainer – wer koordiniert die Akteure. Das ist wie bei unserem „master-regulator-gen“, welches in diesem Fall SESN3. Wenn wir Medikamente entwickeln Ziel dieses Gens in das Gehirn, dann die Hoffnung, wir könnten Einfluss auf die ganze epileptischen gen-Netzwerk eher als die einzelnen Teile und wiederum um effektivere Behandlungen.“

Mit op-Proben von Gehirn-Gewebes bietet eine einzigartige Gelegenheit, zu studieren, wie Gene koordiniert, die in den Gehirnen von Menschen mit Epilepsie. Patienten mit schweren Temporallappen-Epilepsie, die nicht auf Medikamente reagieren, kann eine Operation zu entfernen Teil des Gehirns zu entlasten, Ihre Anfälle. Unsere Forschung wurde in der Lage, die Verwendung von Gehirn-Gewebe-Proben, gespendet von 129 Patienten zu analysieren, die genetische und funktionelle Aktivität zugrunde, die Ihre Epilepsie.

Co-senior-Autor des Papiers, Dr. Michael Johnson vom Imperial Department of Medicine, sagte: „Diese Studie ist der proof-of-concept für eine neue wissenschaftliche Methode in der Epilepsie. Vorhandene Epilepsie-Medikamente sind symptomatische Behandlungen nur, dass Sie handeln, um zu unterdrücken die Anfälle, aber Sie nicht behandeln die zugrunde liegende Erkrankung.

Folglich finden wir, dass die vorhandenen Medikamente nicht funktionieren in etwa einem Drittel der Menschen mit Epilepsie. Hier haben wir einen neuen Ansatz und identifiziert ein Netzwerk von Genen zugrunde, die Epilepsie selbst in diesen Patienten zugeordnet, die sich seiner Kontrolle, um ein einzelnes gen, SESN3. Dies bietet Hoffnung, dass die neuen krankheitsmodifizierenden Therapien können entwickelt werden für die Behandlung von Epilepsie selbst.

„Imperial ist ein Pionier der Systeme Genetik Ansatz gemeinsame menschliche Krankheit und durch die Anwendung der Schwerpunkt in der Epilepsie und Arbeit in Zusammenarbeit mit pharmazeutischen Unternehmen und anderen Institutionen weltweit, haben wir festgestellt, SESN3 eine neue „master-regulatory‘ gen Schlüssel entzündliche Prozesse im Gehirn, die sein könnte ein potenzielles Ziel für neue und effektivere Behandlungen.“

Die kaiserlichen Forscher in Zusammenarbeit mit der globalen pharmazeutischen Unternehmens UCB, als auch die Forscher an der Universität Sheffield und der Universität Bonn.

„Wir sind derzeit die Durchführung weiterer Forschung, um besser zu verstehen, wie SESN3 steuert die epileptischen gen-Netzwerk, und, noch wichtiger, wie können wir es ändern, zur Behandlung von Epilepsie,“, sagte Dr. Petretto. „Wir planen auch zur Erweiterung der Anwendungen unserer Systeme Genetik Ansatz, um andere Erkrankungen des menschlichen Gehirns, wie Alzheimer-Krankheit und neuroentwicklungsstörungen.“

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