알츠하이머 대 과학에 관해서는 과학이 지는 쪽에 있습니다.
알츠하이머는 가장 교활한 방식으로 잔인합니다. 이 장애는 일부 노화된 뇌에 서서히 나타나며 점차적으로 생각하고 추론하는 능력을 갉아먹고 기억과 현실에 대한 이해력을 약화시킵니다. 세계 인구가 고령화됨에 따라 알츠하이머 병은 충격적인 속도로 추악한 머리를 기르고 있습니다. 그리고 수십 년간의 연구에도 불구하고 치료법은 말할 것도 없고 치료법도 없습니다.
너무 많이 다운? 국립보건원(NIH)도 이에 동의합니다. 에 가장 야심찬 프로젝트 중 하나 생물학에서 NIH는 알츠하이머병과 줄기세포 연구자들이 가장 큰 게놈 편집 프로젝트 이제까지 잉태.
아이디어는 간단합니다. 수십 년간의 연구에서 알츠하이머 및 기타 치매의 가능성을 높이는 것으로 보이는 특정 유전자가 발견되었습니다. 그 숫자는 수백 개가 넘습니다. 각각이 서로를 연결하거나 영향을 미치는 방식을 알아내려면 개별 실험실에서 수년 간의 연구가 필요합니다. 과학자들이 뭉쳐서 공유 자원을 활용하고 처음에 알츠하이머가 발생하는 이유에 대한 사례를 집단적으로 해결한다면 어떻게 될까요?
이니셔티브의 비밀 무기는 유도 만능 줄기 세포(iPSC)입니다. 대부분의 줄기 세포와 마찬가지로, 원하는 경우 세포 지니로 변형할 수 있는 능력이 있습니다. iPSC는 피부 세포와 같은 일반 성인 세포에서 다시 태어납니다. 그러나 뇌 세포로 변형되면 기증자의 원래 유전자를 가지고 있습니다. 즉, 원래 사람의 유전적 유산(예: 처음에 알츠하이머 발병 가능성)을 보유하고 있습니다. 이렇게 다시 태어난 줄기세포에 알츠하이머 관련 유전자를 도입하고 어떻게 행동하는지 지켜보면 어떨까요?
이러한 iPSC를 연구함으로써 우리는 유전적 원인으로 이어지는 단서를 추적할 수 있을 것입니다. 알츠하이머 및 기타 치매—유전자 요법을 위한 길을 열어 싹을 틔우고 있습니다.
iPSC 신경퇴행성 질환 이니셔티브(iNDI)는 바로 그 일을 하도록 설정되어 있습니다. 이 프로젝트는 "이러한 질병에 대한 개선된 치료법 및 예방 개발로 이어질 연구를 촉진, 가속화 및 지원"하는 것을 목표로 합니다. 말했다. 모든 결과 데이터 세트는 누구나 마이닝하고 해석할 수 있도록 온라인에서 공개적으로 공유됩니다.
평범한 언어로? 새로운 생명 공학 슈퍼스타를 모두 던져 봅시다. CRISPR 최전선에서 알츠하이머병에 대한 공동의 노력으로 마침내 우위를 점하게 됩니다. 그것은 우리의 가장 강력한 적, 즉 내면에서 우리 자신의 마음을 파괴하려는 자를 향한 "어벤져스, 집결"의 순간입니다.
침묵의 적
알츠하이머병은 1900년대 초반에 처음 인식되었습니다. 그 이후로 과학자들은 뇌를 낭비하게 만드는 원인을 찾기 위해 노력해 왔습니다.
오늘날 가장 두드러진 아이디어는 아밀로이드 가설입니다. 유령의 집에서 유령이 점차적으로 강화되는 공포 영화를 상상해보십시오. 그것이 아밀로이드 공포입니다. 단백질은 점진적이지만 조용히 뉴런, 즉 "집" 내부에 축적되어 결국 정상적인 기능을 박탈하고 내부의 모든 것을 죽음으로 이끕니다. 후속 연구에서는 뉴런 "집" 외부에 매달려 있는 다른 독성 단백질이 내부의 분자 테넌트를 점차적으로 독살시키는 것으로 나타났습니다.
수십 년 동안 과학자들은 이러한 귀신을 물리치는 가장 좋은 방법은 "퇴마술", 즉 이러한 독성 단백질을 제거하는 것이라고 생각했습니다. 그러나 시련을 거듭하면서 그들은 실패했습니다. 현재까지 100%인 알츠하이머 치료 실패율로 인해 일부에서는 치료 노력을 "꿈의 묘지"라고 부르게 되었습니다.
우리에게 새로운 아이디어가 필요한 것은 분명합니다.
크리스퍼 입력
몇 년 전 두 명의 핫샷이 마을을 산책했습니다. 하나는 유전자 또는 두 개(또는 그 이상)를 잘라내거나 삽입하거나 교체할 수 있는 Wunderkind 유전자 저격수인 CRISPR입니다. 다른 하나는 유도만능줄기세포인 iPSC로 성체세포에서 화학적 수조를 통해 "재탄생"됩니다.
둘은 함께 접시에서 Dementia 2.0을 에뮬레이트할 수 있습니다.
예를 들어, CRISPR을 사용하여 과학자들은 건강한 기증자나 치매 위험이 높은 사람의 iPSC에 알츠하이머 병 또는 그 보호와 관련된 유전자를 쉽게 삽입하고 어떤 일이 일어나는지 관찰할 수 있습니다. 뇌 세포는 단백질과 다른 분자들이 윙윙거리며 윙윙거리는 대도시 지역과 같습니다. 예를 들어 친 알츠하이머 유전자를 추가하면 덩어리로 트래픽을 차단할 수 있어 과학자들은 이러한 유전자가 더 큰 알츠하이머 병에 어떻게 들어맞는지 알아낼 수 있습니다. 영화광들에게 이것은 Godzilla의 유전자와 King Kong의 유전자를 세포에 추가하는 것과 같습니다. 둘 다 상황을 엉망으로 만들 수 있다는 것을 알고 있지만 세포에서 일어나는 일을 관찰해야만 확실히 알 수 있습니다.
개별 연구실에서는 iPSC가 발명된 이후 이 접근 방식을 시도했지만 문제가 있습니다. iPSC는 사람의 유전적 "기준선"을 물려받기 때문에 다른 연구실의 과학자들이 유전자가 알츠하이머를 유발하는지 아니면 기증자의 특정 유전적 구성으로 인한 우연인지 평가하기가 정말 어렵습니다.
새로운 iNDI 계획은 모든 것을 표준화하는 것으로 보입니다. 그들은 CRISPR을 사용하여 알츠하이머 및 관련 치매와 관련된 100개 이상의 유전자를 다양한 인종적으로 다양한 건강한 기증자의 iPSC에 추가할 것입니다. 그 결과 알츠하이머로 이어질 수 있는 돌연변이를 지닌 복제된 세포의 전체 라이브러리로 이어지는 거대한 게놈 공학 프로젝트가 탄생했습니다.
즉, 알츠하이머에 걸린 사람의 세포를 연구하기 보다는 정상적이고 건강한 뇌 세포에 알츠하이머에 기여할 수 있는 유전자를 주입하여 알츠하이머를 유발하도록 해보자. 유전자를 소프트웨어 코드로 본다면 유전자 편집을 통해 잠재적으로 알츠하이머를 유발하는 코드를 해당 세포에 삽입할 수 있습니다. 프로그램을 실행하면 뉴런이 어떻게 행동하는지 관찰할 수 있습니다.
프로젝트는 두 단계로 진행됩니다. 첫 번째는 CRISPR로 편집된 대량 공학 세포에 중점을 둡니다. 두 번째는 생성된 세포를 철저하게 분석하는 것입니다. 예를 들어, 유전자, 유전자가 어떻게 활성화되는지, 어떤 종류의 단백질을 운반하는지, 단백질이 상호 작용하는 방식 등입니다.
"잘 특성화되고 유전적으로 다양한 iPSC 세트에서 질병을 유발하는 돌연변이를 조작함으로써 이 프로젝트는 실험실 전반에 걸친 데이터의 재현성을 보장하고 치매의 자연적 변이의 영향을 탐색하도록 설계되었습니다." 말했다 잭슨 연구소의 세포 공학 책임자이자 이 프로젝트의 리더인 Dr. Bill Skarnes.
알츠하이머에 대한 망치
iNDI는 우리의 최근 생명 공학 부스트에서만 가능한 종류의 이니셔티브입니다. 알츠하이머와 관련된 수백 개의 세포를 조작하고 전 세계의 과학자들과 공유하는 것은 불과 XNUMX년 전만 해도 헛된 꿈이었습니다.
분명히 말해서, 프로젝트는 개별 세포를 생성하지 않습니다. CRISPR을 사용하여 다음 세대에 전달할 수 있는 알츠하이머 유전자가 있는 세포주 또는 전체 세포 계통을 만듭니다. 그리고 그것이 그들의 힘입니다. 그들은 장애에 가장 큰 영향을 미칠 수 있는 유전자를 더욱 연마하기 위해 전 세계의 실험실과 공유할 수 있습니다. iNDI의 XNUMX단계는 이 세포의 내부 작동을 파헤쳐 유전자와 단백질이 어떻게 행동하는지에 대한 시트인 "치트 코드"를 생성한다는 점에서 훨씬 더 강력합니다.
이 프로젝트는 함께 치매에 영향을 줄 수 있는 유전자가 장착된 알츠하이머 관련 세포의 우주를 구축하는 힘든 작업을 수행합니다. 저자들은 “이러한 유형의 통합 분석은 어떤 접근 방식도 단독으로 배울 수 없는 흥미롭고 실행 가능한 발견으로 이어질 것입니다.”라고 썼습니다. 이는 알츠하이머 및 관련 질병을 "진정으로 이해할 수 있는 최고의 기회"와 "유망한 치료 가능성"을 제공합니다.
