Визуализация реакции на повреждение ДНК в клетках Пуркинье с использованием мозжечковых органотипических культур

Наша работа сосредоточена на понимании генетического заболевания человека, называемого атаксией-телеангиэктазией, или сокращенно А-Т. Это вызвано потерей протеинкиназы ATM. ATM имеет много функций, и A-T характеризуется многими симптомами, но основным симптомом A-T является прогрессирующая мозжечковая дегенерация, и в настоящее время неясно, какая из многих функций белка ATM является той, потеря которой конкретно ответственна за этот разрушительный симптом.

Мы пытаемся исследовать эту центральную проблему в исследованиях А-Т, и для этого мы используем мозжечковые органотипические культуры, полученные от мышей дикого типа и мышей с дефицитом ATM. Они позволяют нам сосредоточиться на типе клеток, который, вероятно, первым теряется в перерождающемся мозжечке пациентов с А-Т — клетках Пуркинье. Как и во многих других областях медико-биологических наук, исследования в области A-T с использованием различных передовых техник и методов.

Эти методы включают в себя животные модели, новые типы тканевых культур, индуцированные полиплоидные стволовые клетки, передовые технологии визуализации, индуцированные омические методы и визуализацию отдельных клеток. Источником ухудшения состояния мозжечка при А-Т является повреждение клеток Пуркинье. Эти клетки, как известно, трудно изолировать, и они не могут выжить в культурах без поддержки других типов клеток.

Уникальной экспериментальной задачей является получение зрелых, функционирующих клеток Пуркинье человека с использованием технологии индуцированных полиплоидных стволовых клеток. Поскольку выращивание изолированных клеток Пуркинье в настоящее время невозможно, мозжечковые органотипические культуры предоставляют ценную возможность для изучения этих клеток в культуральной чашке в контексте естественной ткани. Использование корреляции белков в качестве считывания ответа на повреждение ДНК очень информативно, особенно в отношении клеток Пуркинье.

Основной функцией протеинкиназы ATM является регулирование реакции на повреждение ДНК, которая имеет решающее значение для поддержания целостности генома и клеточного гомеостаза перед лицом продолжающегося повреждения ДНК, которое происходит в каждой клетке. Нам необходимо точно определить критическое повреждение ДНК, репарация которого в ATM-дефицитных клетках Пуркинье является дефектной, и мы надеемся сделать это с использованием органотипических культур мозжечка. Это должно позволить нам лучше понять физиологическую и молекулярную основу самого важного и разрушительного симптома А-Т – мозжечковой дегенерации.