Nustatyta, kad ikiklinikiniuose modeliuose neįtartas genas Glis2 yra policistinės inkstų ligos (PKD) signalizacijos tikslas.
PKD yra paveldimas sutrikimas, dėl kurio inkstuose susidaro skysčių užpildytos cistos. Šios cistos padidina inkstus, sumažina inkstų funkciją ir galiausiai sukelia inkstų nepakankamumą.
Nors genetinis ligos paveldėjimo pagrindas yra gerai žinomas, kaip tai sukelia cistų susidarymą, nėra visiškai suprantama. Dešimtmečius mokslininkai siekė geriau suprasti PKD ir kas sukelia cistų augimą.
Nauji Jeilio medicinos mokyklos tyrimai atskleidė, kad genas Glis2 yra PKD signalizacijos komponentas ir taip pat gali būti naujas ligos gydymo tikslas. Straipsnis „Glis2 yra ankstyvas policistino signalizacijos efektorius ir policistinės inkstų ligos gydymo tikslas“ buvo paskelbtas. Gamtos komunikacijos.
Tą akimirką, kai komanda atrado geno taikinį, Michaelas Rehmanas, mokslų daktaras, asocijuotas mokslininkas (nefrologija) ir pirmasis šio straipsnio autorius, apibūdino kaip „nepamirštamą“.
Kitas pirmasis autorius, mokslų daktaras Chao Zhang prisimena jaudulį: „Kai gavau pirmuosius in vivo duomenis, kurie parodė, kad Glis2 išmušė puikią policistinių inkstų ligą, buvau toks susijaudinęs ir nekantrauju. Pasidalinkite duomenimis, tuo pat metu labai stengiausi nusiraminti ir galvojau apie tolesnius veiksmus, kad patvirtinčiau šį rezultatą.
Iki šiol Glis2 genas nebuvo įtrauktas į jokius žinomus būdus, kurie buvo ištirti dėl PKD.
„Nebuvo įtariama, kad Glis2 yra dalyvaujančių signalizacijos takų dalis, tačiau mūsų tyrimai rodo, kad policistino signalizacija yra gana centralizuota“, – sakė Stefanas Somlo, MD, CNH Long medicinos (nefrologijos) profesorius ir genetikos profesorius; Nefrologijos skyriaus vedėjas ir atitinkamas tyrimo autorius.
Maždaug prieš dešimtmetį Somlo laboratorija tyrė blakstienų – mažų membranų projekcijų, kurias ląstelės naudoja išoriniams signalams pajusti – vaidmenį PKD.
Jie aprašė reiškinį, kai PKD yra, kai policistino genai yra inaktyvuojami ląstelėse su nepažeistomis blakstienomis, tačiau stebėtinai jie nustatė, kad kai blakstienos taip pat buvo inaktyvuotos, PKD buvo slopinamas, nepaisant policistinų nebuvimo. Tai rodo, kad yra tam tikras procesas, kuris priklauso nuo nepažeistų blakstienų buvimo ir policistinų nebuvimo, kuris skatina cistų augimą.
Remdamasis tuo, Zhangas, vykdydamas savo disertacijos projektą, naudojo RNR sekos nustatymą, kad nustatytų genų ekspresijos pokyčius, specifiškus policistino išmušimo atveju su nepažeistomis blakstienomis.
„Dauguma šių genų nėra gerai ištirti ir visiškai nauji ADPKD (autosominė dominuojanti policistinė inkstų liga), todėl mūsų darbas labai sunkus. Kita vertus, tai suteikė mums galimybių rasti naujų veiksnių ar būdų”, – sakė jis. aiškina Zhang. Tai leido atrasti Glis2 vaidmenį PKD.
„Ilgą laiką bandėme pamatyti Glis2 baltymą Western blot. Ir vieną savaitgalį, sekmadienį, ketinau išmesti kai kurias ląsteles su Pkd1 išmušimu. Tada pagalvojau, kad užuot išmetę jas, pabandykime atlikti branduolinių ir citozolinių dalių frakcionavimą ir Western blot testą dėl Glis2. Tą vakarą gautas rezultatas buvo vienas geriausių mano stebėjimų – tai patvirtino mūsų pastebėjimus dėl mRNR ekspresijos baltymų lygiu“, – sakė Rehmanas.
Somlo pabrėžia, kad jų taikytas metodas buvo nešališkas. „Šioje srityje yra gana daug taikinių, susijusių su policistine inkstų liga, tačiau jie nesusilieja į keletą bendrų būdų. O kartais, kai taip nutinka, turite nerimauti, kad galbūt neradote labiausiai įtikinamų mechanizmas“.
„Mes nemanėme jokio konkretaus kelio. Pasidomėjome, ar viskas, ką manėme, yra fenotipo skirtumai, kokie genų ekspresijos pokyčiai bus nustatyti tarp tik policistino išmušimo, dėl kurio susidaro cistos, palyginti su necistinėmis kontrolėmis arba necistiniu policistinu ir dvigubu blakstienų išmušimu “.
Tyrimo grupė sutelkė dėmesį į 73 genų pokyčius ir galiausiai pasirinko Glis2 kaip geriausią kandidatą tolesniam patvirtinimui.
„Maždaug prieš penkerius metus, kai pradėjau dirbti ADPKD srityje, daugelio žmonių klausiau, kokius žymenis gerai matyti Western blot ląstelėms su Pkd1 KO, ir niekas neturėjo atsakymo. Tačiau dabar turime Glis2 kaip labai tvirtas žymeklis po daugybės sistemingų analizių keliuose in vitro ir in vivo modeliuose“, – sako Rehmanas.
Tyrimo metu tyrėjai taip pat apdorojo modelius su antisensiniu oligonukleotidu (ASO), nukreiptu prieš Glis2, kuris, jų nuomone, slopino cistų augimą.
Selektyvią Glis2 inaktyvaciją atliko Xin Tian, MD, asocijuotas mokslininkas (nefrologija) ir pirmasis tyrimo autorius. Tianas įvertino ikiklinikinius modelius, kurių ligos progresavimas buvo panašus į žmogaus ligą.
„Kai sužinojau, kad in vivo tyrimuose buvo žymiai užkirstas kelias ligos progresavimui, buvau labai susijaudinęs ir supratau, kad Glis2 gali atlikti lemiamą vaidmenį toliau skaidant PKD signalizaciją ir praturtinant mūsų supratimą apie žmogaus ADPKD mechanizmus, taip pat gali paskatinti plėtoti ligos gydymą“.
Apskritai tyrimas perėjo nuo atradimo iki genetinio patvirtinimo ląstelių kultūros sistemose ir ikiklinikiniuose modeliuose, o vėliau naudojo terapinį agentą tolesniam koncepcijos įrodymui, todėl tai gali būti laikoma gana išsamiu ikiklinikiniu tyrimu, mini Somlo.
Kitas jų tyrimo žingsnis yra gilintis į tai, kaip veikia Glis2, įskaitant tai, kaip policistinas padidina Glis2 reguliavimą ir koks Glis2 reguliavimas veikia funkcionaliai, ir, svarbiausia, ar jis taikomas žmonėms.