Spinale Muskelatrophie - Bewegungsfehler Ursache möglicherweise gefunden

Laut einer Studie in der Ausgabe vom 11. April veröffentlicht Das Journal der NeurowissenschaftForscher haben festgestellt, dass ein ungewöhnlich niedriges Niveau von Überlebens-Motoneuron-Protein (SMN), in bestimmten Nervenzellen, ist mit Mobilitätsproblemen verbunden, die charakterisieren Spinale Muskelatrophie (SMA) - eine tödliche Kinderkrankheit.
SMA ist eine genetische Erkrankung, bei der Motoneurone nicht genug SMN produzieren. Motorneurone sind Nervenzellen, die Signale vom Rückenmark zu den Muskeln übertragen. SMA verursacht progressive Muskeldegeneration und -schwäche, und einige Kinder mit der schwersten Form von SMA sterben vor zwei Jahren.
Frühere Studien haben gezeigt, dass SMN in Motoneuronen genetisch mit SMA verbunden sind, obwohl die Forscher immer noch nicht wissen, wie unzureichend SMN so viel Schaden verursacht.
Eine von Forschern der Ohio State University durchgeführte Studie ergab, dass, wenn SMN im Zebrafisch fehlt (in Zellen im ganzen Körper und in Motoneuronen spezifisch), die Spiegel eines Proteins, genannt Plastin 3, ebenfalls abnahmen.
Die Forscher veränderten den Zebrafisch genetisch so, dass sie kein SMN produzieren konnten, was ihre Bewegung stark einschränkte. Als Plastin 3 jedoch wieder zu den Motoneuronen hinzugefügt wurde, gewann der Zebrafisch die meisten seiner Schwimmfähigkeiten zurück. Nach diesen Ergebnissen ist das Vorhandensein von Plastin 3 - allein, ohne SMN, mit dem Verlust verlorener Bewegung verbunden.
Die Zugabe von Plastin 3 alleine ist jedoch keine Behandlungsoption, da die Forscher fanden, dass Zebrafische ohne SMN in ihren Zellen noch immer abgestorben sind. Obwohl die Rolle, die das Protein bei der SMA-Entwicklung spielt, weiter definiert wird, wird es helfen, das Verständnis zu verbessern.
Christine Beattie, Hauptautor der Studie und Associate Professor für Neurowissenschaften am Ohio State, erklärte:

"Was ist alles verloren, wenn SMN verloren geht? Daran kämpfen wir noch.
Wir denken, dass ein Teil der Motoneuron-Defekte, die bei spinaler Muskelatrophie auftreten, durch diese Abnahme von Plastin 3 verursacht werden, die wir bekommen, wenn SMN gesenkt wird.
Und wenn wir Plastin 3 zu den Motoneuronen zurück addieren, können wir Defekte retten, die beobachtet werden, wenn SMN verringert wird, was darauf hindeutet, dass eine Abnahme von Plastin 3 zu einigen der Krankheitsmerkmale beiträgt. "

Laut den National Institutes of Health, etwa 1 von 6.000 Babys in den Vereinigten Staaten geboren haben SMA. Es gibt viele Arten von SMA und die Lebenserwartung hängt davon ab, wie SMA die Atmung beeinflusst. Obwohl Medikamente und physikalische Therapie helfen können, Symptome zu behandeln, gibt es derzeit keine Heilung.
Beattie und ihr Team begannen vor einigen Jahren damit, SMA zu untersuchen, nachdem sie das Blut von Geschwistern verglichen hatten - eines ohne SMA und eines mit milder SMA. Sie entdeckten, dass das Geschwister mit SMA niedrigere Niveaus von Plastin 3 hatte als das Geschwister, das von der Störung nicht betroffen war.
Beattie, eine Expertin für das Zebrafisch-Modell zur Erforschung von Motoneuronen und anderen Aspekten des zentralen Nervensystems, und ihr Team verwenden Tierstudien, um die Rolle von Plastin 3 bei SMA zu bestimmen und wie es spezifisch mit SMN in Verbindung gebracht wird.
Die Forscher veränderten den Zebrafisch genetisch, so dass sie das SMN-Protein nicht produzieren konnten und fanden heraus, dass Plastin-3-Spiegel ebenfalls abnahmen. Als das Team jedoch Plastin 3 zuerst im Fisch absetzte, war SMN nicht betroffen. Diese Ergebnisse zeigen, dass Plastin 3 nur abnahm, wenn SMN zuerst reduziert wurde. Darüber hinaus stellten sie fest, dass die SMN-Produktion in Zebrafischen aktiviert wurde, denen anfänglich SMN fehlte, Plastin-3-Spiegel wurden ebenfalls wiederhergestellt.
Beattie erklärte:

"All dies zeigte eine Beziehung zwischen SMN und Plastin 3. Es ist kein zufälliges Ereignis."

Es braucht mehrere Schritte, damit Gene Proteine ??herstellen können. Die Forscher fanden heraus, dass verminderte SMN die Produktion von Plastin 3 zu einem späteren Zeitpunkt des Prozesses, der Translation, beeinflusst, wenn Aminosäuren aneinandergereiht werden, um die anfängliche Form des Proteins zu bilden.

Dem Team zufolge verursacht das Fehlen von SMN Bedingungen, in denen nicht genügend Plastin 3 produziert wird, um die normalen Funktionen des Proteins zu vervollständigen - im Zebrafisch war die Reduktion ungefähr vier Mal.
Daher planen die Forscher, zusätzliche Proteine ??zu erforschen, die sich möglicherweise auf SMN für ihre Erzeugung stützen.
Beattie, sagte:

"Dies zeigt uns, dass SMN möglicherweise die Translation anderer Proteine ??beeinflusst, die zur spinalen Muskelatrophie beitragen könnten. Das wurde bisher nicht gezeigt."

Die Forscher fanden heraus, dass reduziertes Plastin 3 diese Zellen schädigt, indem es Axone zerstört - verzweigtartige Erweiterungen, die eine Kommunikation zwischen Nervenzellen ermöglichen, und auch durch destabilisierende Synapsen - Strukturen, durch die diese Signale verlaufen.
Darüber hinaus analysierte das Team das Verhalten von Fischen im Zusammenhang mit Proteinveränderungen. In dem genetisch veränderten Zebrafisch, der das SMN-Protein nicht produziert und verringerte Plastin-3-Werte aufweist, fügte das Team kleine Mengen Plastin 3 hinzu und stellte fest, dass der Fisch wieder schwimmen und sich drehen konnte, Bewegungen, die er vorher nicht ausführen konnte .
Beattie, erklärte:

"Wir haben Axone, synaptische Proteine ??und das Verhalten gerettet, indem wir Plastin 3 wieder in die Motoneuronen zurückgebracht haben. Das ist sehr ermutigend."

Die Studie wurde von den National Institutes of Health, der SMA Foundation, einem Core Grant des Ohio State Neuroscience Center und einem Postdoctoral Fellowship des National Research Service Award finanziert.
Co-Autoren gehören Le Hao von Ohio State Department of Neuroscience und Marc Wolman und Michael Granato von der University of Pennsylvania.
Geschrieben von Grace Rattue