Los científicos crean un vasto recurso de datos para descubrir los subtipos de ELA

Un nuevo recurso de datos basado en la nube desarrollado conjuntamente por científicos de Cedars-Sinai proporciona a la comunidad de investigación un conjunto integral de herramientas para ayudar a identificar nuevos subtipos de esclerosis lateral amiotrófica (ELA), un trastorno neurológico fatal.

El herramienta basada en web es parte de un esfuerzo de colaboración con más de 100 científicos llamado Answer ALS, que incluye datos biológicos y clínicos de más de 1000 pacientes con ELA. La información está destinada a ayudar a los investigadores de todo el mundo a comprender mejor la ELA, también conocida como enfermedad de Lou Gehrig. Los detalles del recurso se describen en la revista revisada por pares. Neurociencia de la naturaleza.

«Este es uno de los mayores recursos para muestras de ALS en el mundo», dijo Clive Svendsen, Ph.D., director ejecutivo del Instituto de Medicina Regenerativa de la Junta de Gobernadores de Cedars-Sinai y coautor del artículo y codirector del programa Answer ALS. «Es un paso fundamental para encontrar nuevos tratamientos para una enfermedad muy compleja que realmente no tiene tratamientos efectivos disponibles».

La ELA es una enfermedad neurodegenerativa progresiva que daña las células nerviosas conocidas como neuronas motoras en el cerebro y la médula espinal, lo que lleva a la pérdida del control muscular. Sin cura conocida, por lo general es fatal dentro de los cinco años posteriores al diagnóstico.

El descubrimiento de nuevos subtipos de ELA puede proporcionar pistas sobre cómo una persona puede responder al tratamiento. Esta información es útil para guiar el manejo de enfermedades y puede ayudar a desarrollar nuevos medicamentos que se dirijan a células y vías específicas que solo se pueden encontrar en ciertos subgrupos.

«No creemos que la ELA sea una sola enfermedad», dijo Svendsen, quien también es profesor de Ciencias Biomédicas y Medicina. «Es muy complejo y creemos que hay diferentes subtipos que pueden abordarse de manera diferente. Solo tenemos que descubrirlos».

Para construir con éxito la base de datos, los científicos primero tuvieron que crear un modelo de la enfermedad que pudiera usarse para ayudar a estudiar cómo se desarrolla la ELA. La creación de modelos de enfermedades neurodegenerativas ha sido un desafío notorio debido a la falta de modelos animales confiables o muestras de pacientes en las primeras etapas de la enfermedad.

Para superar este problema, los investigadores utilizaron células madre pluripotentes inducidas (conocidas como iPSC), que se pueden implementar para producir cualquier tipo de célula en el cuerpo y en cualquier etapa de desarrollo. Luego, el equipo convirtió estas células madre en las neuronas de la médula espinal que mueren en la ELA, esencialmente una biopsia neural personalizada. Luego, estos se analizaron utilizando las últimas técnicas moleculares, lo que le dio al equipo la capacidad de buscar proteínas que pudieran haberse visto afectadas por la enfermedad.

«La proteómica es una de las herramientas más poderosas que tenemos para observar realmente el contenido de proteínas de una célula, lo que nos brinda información sobre objetivos de tratamiento atractivos», dijo Jennifer Van Eyk, Ph.D., profesora de Cardiología, Ciencias Biomédicas y Patología y Laboratory Medicine, y un autor del estudio que dirigió el análisis proteómico.

Los detalles del modelo fueron publicados anteriormente en la revista revisada por pares iCiencia. El equipo, con Svendsen como uno de los dos autores correspondientes, demostró que se puede utilizar un enfoque multiómico integrado para comprender más sobre las neuronas motoras de las iPSC.

Con el modelo implementado, los investigadores recolectaron muestras de sangre de más de 1000 pacientes con ELA de todo el país. Las muestras se enviaron a Cedars-Sinai, donde Dhruv Sareen, Ph.D., director ejecutivo del Centro de Biofabricación Cedars-Sinai y director de la instalación de células madre pluripotentes inducidas en el Instituto de Medicina Regenerativa, y su equipo reprogramaron los glóbulos blancos. en células iPS para cada paciente que luego se convirtieron en neuronas motoras.

«La creación de estas muchas líneas de células iPS y la generación de neuronas a partir de ellas nunca antes se había hecho a esta escala», dijo Sareen, quien también es profesora asociada de Ciencias Biomédicas. «Esperamos que esta plataforma nos permita profundizar más en los mecanismos que conducen a la ELA. Además, ahora podemos proporcionar estas células de pacientes a toda la comunidad de investigación a través de nuestro repositorio».

Todos los datos se recopilan y depositan continuamente en un portal en línea de código abierto, donde los científicos pueden descargar todos los datos de cada muestra.

«Este fue un gran esfuerzo de colaboración, y esperamos que la información que recopilamos ayude a descubrir nuevos subtipos moleculares de ELA. Con este conocimiento, finalmente podremos desarrollar medicamentos dirigidos a estos subtipos, sentando las bases para nuevos y terapias mejoradas», dijo Svendsen.

El Responda la plataforma ALS fue diseñado por Svendsen y Jeffrey Rothstein, MD, Ph.D., de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore. Otros colaboradores incluyen científicos de la Universidad de California, San Francisco, el Instituto de Tecnología de Massachusetts, la Universidad de California, Irvine, el Centro Médico Wexner de la Universidad Estatal de Ohio, la Universidad de Columbia, la Universidad de Emory, la Universidad de Washington en St. Louis, la Universidad de Northwestern, On Point Scientific Inc. y Microsoft Corp. Puede encontrar una lista completa de las contribuciones en el documento.