Nieuwe ALS-genexpressie atlas biedt baanbrekend inzicht in ziekteprogressie

17-04-2019

ALS-gen

Hemali Phatnani, PhD, directeur van het New York Genome Center's Center for Genomics of Neurodegenerative Disease (CGND) en Silas Maniatis, PhD, Staff Wetenschapper, CGND, (l nr r) onderzoeken de multidimensionale gegevens in de nieuwe ALS-genexpressie atlas, die beschikbaar is voor de onderzoeksgemeenschap via het interactieve verkenningsportaal https://als-st.nygenome.org. 
Credits: New York Genome Center

verkorte versie

ALS-onderzoekers van het New York Genome Center (NYGC) hebben dankzij nieuwe technologieën genexpressie in ruggenmergmonsters in kaart kunnen brengen. Deze monsters verschaffen nieuwe inzichten in de mechanismen die bijdragen tot het begin van de ziekte en de progressie van ALS-patiënten.

In een wereldwijde samenwerking met wetenschappers van het Simons Foundation's Flatiron Institute in New York, het Science for Life Laboratory and KTH Royal Institute of Technology in Sweden en de New York University, gebruikten onderzoekers aan het NYGC's Center for Genomics of Neurodegenerative Disease (CGND) spatiale transcriptomics, in combinatie met een nieuwe computationele benadering, om genexpressiemetingen te verkrijgen in tijd en ruimte voor bijna 12.000 genen in het ruggenmerg. Het resultaat is een nieuwe, multidimensionale genexpressie-atlas, die een baanbrekend inzicht en schaal biedt en een nooit eerder vertoond beeld van ziekteprogressie bij ALS.

In een nieuwe studie in Science beschrijven de onderzoekers hoe de spatiotemporele genexpressie-atlas vroege veranderingen in ALS-ziekte blootlegt die traditionele sequentiemethoden niet kunnen waarnemen. De wetenschappers ontwikkelden ook nieuwe computationele benaderingen die veranderingen aangestuurd door de ziekte verhullen in de activiteit van vele signaalroutes. Deze signaalroutes lopen door alle celtypen in het centrale zenuwstelsel, die nieuwe doelen kunnen blootleggen voor het ontwerpen van therapeutica en diagnostiek.

Deze studie onderscheidt zich van eerdere transcriptoomprofilering door de methode die de wetenschappers gebruiken. Zij maken gebruik van Spatial Transcriptomics, die RNAseq-profielen tegelijkertijd en op verschillende plaatsen in een weefselsectie genereert. Het team kon dus precies vastleggen waar in het weefsel vrijwel elk gen tot expressie wordt gebracht. De onderzoekers onderzochten vier tijdpunten tijdens de ziekteprogressie, van de vroegste volwassenheid tot de eindfase in een muismodel van ALS. Daarnaast werden postmortale ruggenmerg monsters van ALS-patiënten onderzocht.

"Spatial Transcriptomics stelt ons in staat om voor het eerst belangrijke inzichten op te doen over genexpressie in individuele celtypen in hun natuurlijke multicellulaire context", verklaarde Hemali Phatnani, Ph.D., directeur van NYGC's CGND, senior auteur van het onderzoek. Het maakt een ongekende ondervraging van cel-cel interacties mogelijk, zodat we nu specifieke routes in ALS kunnen onderzoeken en verkennen, waar dingen mis gaan, waar en in welke celtypen disfunctie het eerst wordt opgemerkt en hoe dit zich door het ruggenmerg verspreidt.

De wetenschappers hebben deze multidimensionale genexpressie atlas beschikbaar gemaakt als een hulpmiddel voor de onderzoeksgemeenschap via het interactieve gegevensverkenningsportaal. Ze geloven dat de studie een kader kan bieden voor verdere mapping van het centrale zenuwstelsel en de modi van disfunctie, om onderzoek te helpen naar niet alleen ALS, maar ook naar andere neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson en de ziekte van Huntington.

TYROBP

TYROBP, een gen dat is gekoppeld aan ALS, licht op in een dunne dwarsdoorsnede van het ruggenmergweefsel van een persoon met ALS. Expressie van het gen is in sommige regio's verhoogd (geelere punten), blijkt uit een nieuw onderzoek.
Credit: S. Maniatis et al./Science 2019

 

Vertaling: Coralie Schuermans

Bron: Medical Xpress

Share