Avancées dans la recherche sur les maladies neurodégénératives
De nouvelles découvertes génétiques ouvrent la voie à des thérapies potentielles pour les maladies neurodégénératives.
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Table des matières
- Qu'est-ce que les données génétiques et génomiques ?
- L'approche de recherche
- Identifier des cibles potentielles pour les médicaments
- Analyse des données génétiques
- L'importance des données multi-ancestrales
- Résultats et découvertes
- Thérapeutiques potentielles identifiées
- Affronter les limites
- Directions futures
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les Maladies neurodégénératives (MND) sont des troubles qui causent la dégradation lente et la mort des cellules nerveuses. Ça inclut des maladies comme Alzheimer, Parkinson et la sclérose latérale amyotrophique (SLA). L'impact de ces conditions peut être grave, affectant la capacité d'une personne à penser, se souvenir et contrôler ses mouvements. L'Organisation mondiale de la santé (OMS) prévoit que le nombre de cas de démence va grimper dans les prochaines années. Sans traitements efficaces, les conséquences sur la santé, la société et l'économie pourraient être désastreuses.
Pour l’instant, il n’y a que quelques thérapies qui peuvent changer le cours de ces maladies. Le Lecanamab est une nouvelle option approuvée pour le traitement d’Alzheimer. Il y a un besoin urgent de thérapies plus efficaces basées sur les causes génétiques sous-jacentes de ces maladies. La recherche montre que les médicaments soutenus par des Données génétiques ont tendance à mieux fonctionner dans les essais cliniques. Pour aider à identifier de nouveaux cibles thérapeutiques, les scientifiques ont commencé à combiner différents types de données génétiques et génomiques.
Qu'est-ce que les données génétiques et génomiques ?
Les données génétiques font référence aux infos liées à des gènes spécifiques et leurs fonctions. Ça peut venir d'études vastes qui analysent la composition génétique de nombreux individus, appelées études d’association à l’échelle du génome (GWAS). Ces études cherchent des liens entre les gènes et les maladies. Les Données génomiques examinent comment les gènes s’expriment dans différents tissus. Par exemple, ça pourrait montrer comment l’activité d’un gène spécifique affecte les cellules cérébrales comparé à son effet sur les cellules du foie.
En analysant à la fois les données génétiques et génomiques, les chercheurs espèrent trouver de nouveaux cibles potentielles pour le développement de médicaments. Ce processus peut aider à éclairer les mécanismes derrière ces maladies et comment elles pourraient être traitées.
L'approche de recherche
Pour développer de nouvelles ressources, les chercheurs ont combiné des données génétiques de diverses études, incluant des millions d'échantillons d'individus avec des MND. Ils ont également analysé des données provenant de banques de tissus qui examinaient comment les gènes s’expriment et comment ils varient en réponse à différentes conditions.
Les chercheurs ont utilisé une méthode appelée randomisation mendélienne basée sur des données résumées (SMR). Cette méthode aide à identifier des liens possibles entre les variations génétiques et le risque de maladie en reliant les données des GWAS et des études génomiques. En intégrant des données de personnes de différentes ascendants, les chercheurs espéraient créer une compréhension plus complète de comment les MND affectent différentes populations.
Identifier des cibles potentielles pour les médicaments
Les chercheurs se sont concentrés sur la recherche de gènes qui pourraient servir de cibles potentielles pour la thérapie. Ils ont classé ces gènes en trois catégories selon leur niveau de compréhension et s'il y a des médicaments connus qui peuvent agir sur eux :
Nouveaux cibles : Ce sont des gènes qui n'ont pas encore été ciblés par des thérapies existantes mais qui montrent du potentiel basé sur les données de recherche.
Cibles connues : Ces gènes ont déjà des thérapies approuvées qui les ciblent.
Cibles difficiles : Ce sont des gènes qui pourraient être significatifs pour comprendre la maladie mais qui n'ont pas actuellement de traitements disponibles.
Pour chaque nouvelle cible, les chercheurs ont regardé d'autres gènes à proximité qui pourraient aussi être importants pour le traitement. Cette approche visait à créer un large réseau de thérapies potentielles.
Analyse des données génétiques
Les chercheurs ont analysé d'énormes quantités de données provenant de différents types de MND. En examinant les variations génétiques associées à Alzheimer, Parkinson, SLA, et d'autres, ils ont pu identifier des cibles potentielles pour de nouvelles thérapies. Ils ont utilisé des méthodes strictes pour s'assurer que les gènes identifiés étaient vraiment liés aux maladies.
Au total, ils ont trouvé un nombre significatif de gènes candidats à travers les six grandes maladies neurodégénératives. Chaque gène candidat a été évalué selon son potentiel pour le développement de médicaments.
L'importance des données multi-ancestrales
Un problème dans l'étude des MND, c'est que la plupart des recherches génétiques se sont historiquement concentrées sur des populations d'ascendance européenne. Ça pose un défi pour comprendre comment ces maladies peuvent différer chez les personnes de divers horizons. Pour y remédier, les chercheurs ont inclus des données de différentes ascendants pour rendre leurs découvertes plus complètes et applicables à une population plus large.
Résultats et découvertes
À travers l'analyse, les chercheurs ont découvert de nombreux gènes qui sont significatifs dans plusieurs maladies neurodégénératives. Certains gènes étaient liés à plus d'une maladie, suggérant qu'ils pourraient jouer un rôle crucial dans la catégorie plus large de neurodégénération. Notamment, des gènes comme MAPT et CRHR1 se sont montrés significatifs dans Alzheimer, Parkinson, et d'autres maladies, indiquant des mécanismes partagés qui pourraient être ciblés pour le traitement.
L'analyse a également identifié des gènes qui ne sont actuellement ciblés par aucune thérapie approuvée. Cela pourrait représenter des opportunités importantes pour le développement de médicaments, surtout alors que les chercheurs cherchent de nouveaux traitements pour ces maladies difficiles.
Thérapeutiques potentielles identifiées
Parmi les cibles identifiées, certaines ont été classées comme ayant des traitements connus, tandis que beaucoup ont été notées comme cibles potentielles futures. Les chercheurs ont proposé 41 nouveaux gènes qui n'avaient pas de thérapies existantes les ciblant mais qui montraient des associations significatives avec les maladies neurodégénératives. Cela incluait des gènes liés à diverses fonctions biologiques et processus pertinents pour les MND, comme l’autophagie, la signalisation cellulaire et l’inflammation.
Nouvelles avenues pour le traitement
Les résultats indiquent que des thérapies anti-cancer existantes pourraient aussi être utiles pour les maladies neurodégénératives. Cette approche ouvre la porte à la réutilisation de médicaments anti-cancer pour des conditions comme Alzheimer et Parkinson. Par exemple, des médicaments qui ciblent certains gènes identifiés dans la nouvelle catégorie peuvent maintenant être explorés pour leurs effets sur les maladies neurodégénératives.
Le rôle de l'analyse de réseau
En créant des réseaux de gènes et leurs interactions, les chercheurs ont pu identifier des gènes compagnons qui pourraient jouer un rôle dans la découverte de médicaments et le traitement. Beaucoup de gènes compagnons identifiés étaient déjà connus pour être exploitables, élargissant encore les opportunités pour développer des traitements efficaces.
Affronter les limites
Bien que la recherche offre des perspectives prometteuses, il y a des limites. La disponibilité de données génétiques complètes à travers toutes les maladies neurodégénératives reste un défi. À mesure que d'autres études sont menées et que plus de données deviennent disponibles, il sera essentiel de mettre à jour et d'affiner continuellement les découvertes.
Le problème le plus pressant reste le manque de données provenant de populations diverses. La recherche future devra se concentrer sur l'augmentation de la représentation des différentes ascendants dans les études génétiques pour éliminer les biais et mieux comprendre comment ces conditions affectent divers groupes.
Directions futures
L'objectif ultime de cette recherche est de créer une ressource pilotée par la communauté qui puisse aider à identifier de nouvelles cibles médicamenteuses pour les maladies neurodégénératives. En intégrant plusieurs formes de données et en encourageant la collaboration entre chercheurs, l’espoir est d’accélérer la découverte de traitements efficaces.
Cette ressource aidera à abattre les barrières à la découverte de médicaments en permettant aux chercheurs d'accéder facilement et d'analyser des infos cruciales, contribuant finalement à des approches de médecine de précision plus efficaces dans le traitement des maladies neurodégénératives.
Conclusion
Face à un nombre croissant de maladies neurodégénératives, il est essentiel de trouver des thérapies efficaces. Cette recherche représente un pas significatif vers l'identification de nouvelles cibles médicamenteuses basées sur des infos génétiques. Avec une collaboration continue et un focus sur des populations diverses, il y a de l'espoir pour développer de meilleurs traitements qui peuvent améliorer la vie de ceux touchés par ces conditions dévastatrices.
Titre: omicSynth: an Open Multi-omic Community Resource for Identifying Druggable Targets across Neurodegenerative Diseases
Résumé: Treatments for neurodegenerative disorders remain rare, although recent FDA approvals, such as Lecanemab and Aducanumab for Alzheimers Disease, highlight the importance of the underlying biological mechanisms in driving discovery and creating disease modifying therapies. The global population is aging, driving an urgent need for therapeutics that stop disease progression and eliminate symptoms. In this study, we create an open framework and resource for evidence-based identification of therapeutic targets for neurodegenerative disease. We use Summary-data-based Mendelian Randomization to identify genetic targets for drug discovery and repurposing. In parallel, we provide mechanistic insights into disease processes and potential network-level consequences of gene-based therapeutics. We identify 116 Alzheimers disease, 3 amyotrophic lateral sclerosis, 5 Lewy body dementia, 46 Parkinsons disease, and 9 Progressive supranuclear palsy target genes passing multiple test corrections (pSMR_multi < 2.95x10-6 and pHEIDI > 0.01). We created a therapeutic scheme to classify our identified target genes into strata based on druggability and approved therapeutics - classifying 41 novel targets, 3 known targets, and 115 difficult targets (of these 69.8% are expressed in the disease relevant cell type from single nucleus experiments). Our novel class of genes provides a springboard for new opportunities in drug discovery, development and repurposing in the pre-competitive space. In addition, looking at drug-gene interaction networks, we identify previous trials that may require further follow-up such as Riluzole in AD. We also provide a user-friendly web platform to help users explore potential therapeutic targets for neurodegenerative diseases, decreasing activation energy for the community [https://nih-card-ndd-smr-home-syboky.streamlit.app/].
Auteurs: Hampton Leonard, C. X. Alvarado, M. B. Makarious, C. A. Weller, D. Vitale, M. J. Koretsky, S. Bandres Ciga, H. Iwaki, K. Levine, A. Singleton, F. Faghri, M. A. Nalls
Dernière mise à jour: 2023-07-14 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.04.06.23288266
Source PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.04.06.23288266.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
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