Nieprawidłowe funkcjonowanie synaps i rozwój intelektualny
Celem projektu MASDUHID (Molecular analysis of synaptic dysfunctions underlying human intellectual disabilities) było wyjaśnienie molekularnej dysfunkcji synaptycznej, związanej z zaburzeniami intelektualnymi, szczególnie z izolowaną niepełnosprawnością intelektualną (NSID). Naukowcy próbowali zidentyfikować białka, których można użyć jako cele farmakologiczne do leczenia niepełnosprawności intelektualnej oraz określenia zakresu, w którym zaburzenia umysłowe można odwrócić po urodzeniu. Badania prowadzono głównie na dostępnych wcześniej mysich modelach białek synaptycznych, związanych z NSID. Wykorzystano je do badania synapsy jako całego systemu biologicznego i obserwowano zmiany zachodzące w wyniku choroby. Do analiz ilościowych proteomu synaptycznego w próbie kontrolnej i na zwierzętach modelowych wykorzystano proteomikę i bioinformatykę. Scharakteryzowanie związanych z chorobą zaburzeń molekularnych można wykorzystać do identyfikacji celów farmakologicznych i badania leków na modelach zwierzęcych pod kątem odzyskania prawidłowego fenotypu. Aby osiągnąć te cele, naukowcy stworzyli nowe techniki, które umożliwią zbadanie proteomu synaptycznego w dużo mniejszej skali. W związku z tym stworzono protokół mikroproteomiczny, bazujący na połączeniu wykorzystania mikroskrawków pozyskanych metodą laserową, biochemicznego wzbogacania w synapsy i profilowania spektroskopii mas. Techniki te umożliwiły naukowcom scharakteryzowanie postsynaptycznego proteomu synaps glutaminergicznych oraz zakrętu zębatego w mysim hipokampie. Umożliwiło to identyfikację białek specyficznych względem synaps tych obszarów, uzyskując ich unikalną charakterystykę elektrofizjologiczną. Naukowcy badali również model autosomalnej niepełnosprawności intelektualnej spowodowanej przez haploidalny niedobór aktywującego GTPazę synaptycznego białka Ras 1 (SYNGAP1). Przeanalizowali, jak proteom synaps hipokampu odpowiada na zmniejszenie ilości białka SYNGAP o połowę, następnie przywracając do stanu prawidłowego przy użyciu połączenia indukowalnej i ratunkowej linii myszy z warunkowym wyciszeniem SYNGAP1. Wyniki projektu MASDUHID pomogą w identyfikacji etapów rozwojowych, na których przywrócenie funkcji intelektualnych jest możliwe. Jest to szczególnie ważne, jako że leczenie farmakologiczne staje się już dostępne.
Słowa kluczowe
Synapsa, MASDUHID, izolowana niepełnosprawność intelektualna, mikroproteomika, aktywujące GTPazę synaptyczne białko Ras 1
