Существуют сотни нарушений обмена веществ, включая фенилкетонурию, тирозинемию, болезнь кленового сиропа и гомоцистинурию. Эти расстройства приводят к врожденным заболеваниям, которые вызывают критический дефицит ферментов, нарушающий обмен веществ в организме. Патологии и симптомы различаются в зависимости от заболевания, но все они, как правило, смертельны и не имеют известного лечения. Большинство нарушений обмена веществ поражают младенцев.
Большинство этих заболеваний в настоящее время не имеют эффективных методов лечения, и пациенты должны соблюдать строгую диету, избегая определенных продуктов, содержащих вещества, которые их организм не может расщепить. Часто предлагаемые решения, такие как пересадка костного мозга, чрезвычайно дороги и лишь частично эффективны.
Новое исследование Тель-Авивского университета предполагает, что роль дрожжей, самых основных эукариотических одноклеточных организмов в мире, может проложить путь к разработке новых, более эффективных методов лечения. Исследование было опубликовано в Nature Communications 8 января.
«Те же дрожжи, которые служат основой для хлеба, который мы едим, и пива, которое мы пьем, теперь также служат инструментальной моделью нарушения обмена веществ», - говорит доктор Дана Лаор из факультета жизни Джорджа С. Уайза в TAU. наук, ведущий автор исследования, проведенного в лаборатории ТАУ профессора Эхуда Газита.
Три Нобелевские премии были присуждены ученым, занимающимся исследованиями, связанными с дрожжами за последнее десятилетие, и это неудивительно. Дрожжи быстро растут; это доступно; и с ним легко манипулировать как с простым одноклеточным организмом, - объясняет доктор Лаор. - Теперь мы тоже использовали его свойства, чтобы получить представление об этой разрушительной группе болезней».
Исследование основано на предыдущих исследованиях, проведенных профессором Газитом и его коллегами, которые выявили роль накопления токсических метаболитов в патологии метаболических нарушений. «Нам уже давно известно, что амилоиды связаны с тяжелыми заболеваниями центральной нервной системы, такими как болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона», - говорит профессор Газит. «Недавние эксперименты, проведенные в нашей лаборатории, показали, что они также характеризуют генетические нарушения обмена веществ. При таких нарушениях нарушается ген, отвечающий за выработку фермента, модифицирующего тот или иной метаболит».
«В результате большое количество этого метаболита накапливается в организме и вызывает серьезные повреждения», - продолжает он. «Хотя каждое состояние в отдельности считается «редким», эти расстройства составляют основную часть детских генетических заболеваний».
В новом исследовании доктор Лаор генетически манипулировал дрожжевыми клетками, чтобы вызвать токсическое накопление метаболита аденина, в результате чего была разработана первая дрожжевая модель врожденного метаболического заболевания in vivo. Инновационная платформа позволит ученым исследовать тысячи небольших молекул, похожих на лекарства, чтобы идентифицировать молекулы, которые могут привести к новым методам лечения, которые затем могут быть разработаны Big Pharma..
"Наши новаторские исследования могут помочь определить молекулярные механизмы, участвующие в этих заболеваниях, и тем самым помочь разработать подходящие лекарства", - говорит доктор Лаор.
Исследователи недавно получили инвестиционное обязательство от фонда Technology Innovation Momentum Fund Тель-Авивского университета, который инвестирует в многообещающие прорывные технологии, для сотрудничества с BLAVATNIK CENTER for Drug Discovery для создания интегрированной платформы для поиска лекарств от метаболических нарушений. Фондом управляет Ramot, Центр взаимодействия с бизнесом Тель-Авивского университета. Исследователи также запатентовали свою модель дрожжей.
«Если вы сможете успешно соединить кусочки головоломки, то сможете понять биологию болезни», - заключает доктор Лаор. «Критически важно понять пути, ведущие к токсичности, вызванной накоплением метаболитов, для разработки соответствующей терапии. В этом случае можно спасти жизни тысяч детей и значительно улучшить качество их жизни».