Visualizando a resposta ao dano do DNA em células de Purkinje usando culturas organotípicas cerebelares

Nosso trabalho está focado na compreensão de um distúrbio genético humano chamado ataxia-telangiectasia, ou A-T para abreviar. É causada pela perda da proteína quinase ATM. A ATM tem muitas funções e a A-T é caracterizada por muitos sintomas, mas o principal sintoma da A-T é a degeneração cerebelar progressiva e atualmente não está claro qual das muitas funções da proteína ATM é aquela cuja perda é especificamente responsável por esse sintoma devastador.

Estamos tentando investigar esse problema central na pesquisa A-T e, para isso, estamos utilizando culturas organotípicas cerebelares derivadas de camundongos selvagens e deficientes em ATM. Eles nos permitem focar no tipo de célula que provavelmente é o primeiro a ser perdido no cerebelo degenerado de pacientes com A-T, as células de Purkinje. Como muitos campos da pesquisa em ciências da vida em A-T, alavancando uma variedade de técnicas e métodos avançados.

Esses métodos incluem modelos animais, novos tipos de culturas de tecidos, células-tronco poliplóides induzidas, tecnologias de imagem de ponta, métodos ômicos induzidos e imagens parciais de células únicas. A fonte de deterioração cerebelar na A-T é a deterioração das células de Purkinje. Essas células são notoriamente difíceis de isolar e não podem sobreviver em culturas sem o suporte de outros tipos de células.

Um desafio experimental único é obter células de Purkinje humanas maduras e funcionais usando tecnologia de células-tronco poliplóides induzidas. Como o cultivo de células isoladas de Purkinje é atualmente impossível, as culturas organotípicas cerebelares oferecem uma oportunidade valiosa para estudar essas células em uma placa de cultura dentro do contexto do tecido natural. O uso da correlação de proteínas como uma leitura da resposta a danos no DNA é altamente informativo, particularmente no que diz respeito às células de Purkinje.

Uma das principais funções da proteína quinase ATM é regular a resposta a danos no DNA, o que é fundamental para manter a integridade do genoma e a homeostase celular em face do dano contínuo ao DNA que ocorre em todas as células. Precisamos identificar a lesão crítica de DNA cujo reparo é defeituoso em células de Purkinje deficientes em ATM e esperamos fazer isso usando as culturas organotípicas cerebelares. Isso deve nos permitir entender melhor a base fisiológica e molecular do sintoma mais importante e devastador da A-T, a degeneração cerebelar.