Os modelos laboratoriais de ELA

Os modelos laboratoriais de ELA

 

Resumo

Os modelos laboratoriais de ELA ajudam os pesquisadores a compreender os processos básicos da doença, o que é essencial para o desenvolvimento de novas terapias. Os modelos de laboratório importantes na ELA incluem células, vermes, moscas, peixes, ratos e camundongos. Nenhum modelo é uma representação perfeita da doença em humanos, mas cada modelo oferece vantagens para o estudo de alguns aspectos. Muitos desses modelos são usados ​​para testar novas terapias para encontrar aqueles que prometem o suficiente para levar a ensaio clínico em pacientes de ELA.

A maioria dos modelos laboratoriais da ELA começam com um gene mutante conhecido por provocar doenças nos seres humanos. Usando as técnicas de biologia molecular, o gene é inserido no organismo modelo. Idealmente alguém preferiria representar o gene mutado em níveis compatíveis ​​aos dos seres humanos, no entanto, na maioria dos casos em que a representação destas proteínas mutadas está em níveis baixos, a doença não se manifesta no sistema modelo. O gene é, por conseguinte muitas vezes “sobre representado”, ou seja, estimulado para fazer mais proteína do que é habitual, a fim de acelerar o processo da doença.
 

Quais são os modelos usados ​​para estudar a ELA?

 

Modelos Celulares

Os neurônios motores de um modo geral são úteis para estudar as respostas das células individuais às toxinas ou terapias potenciais. Os neurônios motores que transportam o gene mutante SOD1 têm sido utilizados para estudar o processo de agregação proteíca, que os pesquisadores acreditam que são prejudiciais para os neurônios motores. Os neurônios motores podem ser cultivados em conjunto com os astrócitos, que são células do cérebro que ajudam os neurônios de apoio, mas podem também fornecer as moléculas tóxicas para os neurônios motores na ELA.

Novas oportunidades se abriram com o desenvolvimento de células-tronco pluripotentes induzidas (células IPS). De um modo geral estas células podem ser derivadas a partir da pele de um paciente com ELA, geneticamente modificada e usada para gerar os neurônios motores. Isso deve permitir que pesquisadores tenham uma compreensão mais profunda do processo da doença, uma vez que difere dentre pacientes diversos.
Os modelos celulares são especialmente úteis para o rápido rastreio “de alto rendimento” de milhares de compostos para descobrir medicamentos, que podem alterar o processo da doença, podendo levar a novas terapias.
 

Modelos Animais

O verme Caenorhabditis Elegans é um dos mais simples animais. Ele tem apenas 959 células, e um ciclo de vida de três dias. Sua estrutura simples, curto tempo de vida, e corpo transparente tornam possível o estudo do desenvolvimento de seus neurônios motores em detalhes em um curto espaço de tempo.

A mosca da fruta compartilha muitas das mesmas características do verme Caenorhabditis Elegans. Seu sistema nervoso é mais complexo, e tem sido possível descobrir as moscas com mutações que levam aos sintomas da ELA. Além disso, genes de ELA conhecidos, quando criados na mosca da fruta, podem produzir manifestações visíveis na mosca. As moscas podem, em seguida, ser utilizadas para testar medicamentos que podem melhorar as manifestações, potencialmente levando a novos tratamentos para a doença.

O peixe-zebra é um peixe de água doce, pequeno e de rápida reprodução, que é fácil de criar em laboratório. Sendo um vertebrado, ele compartilha muitas características de desenvolvimento e anatômicas com os seres humanos. Triagem de mutações que interrompem a função do neurônio motor normal levou a novas pistas sobre as vulnerabilidades dos neurônios motores. Genes de ELA podem ser inseridos no peixe-zebra, e o seu efeito sobre os neurônios motores podem ser estudados.

O camundongo portador do gene humano para a SOD1 mutante foi o primeiro modelo de laboratório para a ELA baseado em uma causa conhecida da doença. Mantém-se o modelo animal mais largamente usado para a doença. O camundongo SOD1 também está disponível, e porque é maior, é preferido, quando a cirurgia está envolvida (tal como por abordagens de transplante de células). Os roedores são especialmente importantes para testar terapias potenciais, uma vez que os seus sistemas nervosos são muito maiores e mais complexos do que outros modelos animais.
Vários modelos de roedores com base no gene TDP-43 foram desenvolvidos recentemente, e outros que incorporam o gene FUS ou o gene C9ORF72 estão sendo trabalhados. Todos, sem dúvida, permitem um progresso rápido em encontrar novas maneiras de abordar o tratamento da ELA.