Jednoduchý vzorec liečiva regeneruje mozgové bunky
Vedci urobili krok vpred v hľadaní pilulky, ktorá dokáže obnoviť funkciu mozgu stratenú pri mozgových príhodách, poraneniach mozgu a stavoch, ako je Alzheimerova choroba.
Vedci z Pennsylvánskej štátnej univerzity (Penn State) na State College konvertovali gliové bunky na funkčné neuróny pomocou kombinácie iba štyroch malých molekúl.
Gliálne bunky okrem iného môžu podporovať a chrániť neuróny, čo sú bunky, ktoré vykonávajú mentálne funkcie mozgu.
V novom študijnom príspevku, ktorý je teraz v časopise Správy o kmeňových bunkách, vedci popisujú, ako ich premenené neuróny prežili v laboratórnych kultúrach viac ako 7 mesiacov.
Nové neuróny tiež preukázali schopnosť pracovať ako normálne mozgové bunky. Tvorili siete a navzájom komunikovali pomocou elektrických aj chemických signálov.
Gliálne bunky proliferujú po poranení
Vysoký autor štúdie Gong Chen, ktorý je profesorom biológie na Penn State, vysvetľuje, že neuróny sa neregenerujú, keď sa poškodí mozgové tkanivo.
„Naopak,“ dodáva, „gliové bunky, ktoré sa zhromažďujú okolo poškodeného mozgového tkaniva, sa môžu po poranení mozgu množiť.“
Vo svojom študijnom príspevku on a jeho tím vysvetľujú, ako gliové bunky tvoria jazvy, ktoré chránia neuróny pred ďalším zranením.
Gliálne jazvy však vďaka svojej neustálej prítomnosti blokujú aj rast nových neurónov a prenos signálov medzi nimi.
Autori štúdie poznamenali, že predchádzajúce pokusy o obnovenie regenerácie neurónov odstránením gliálnych jaziev mali „obmedzený úspech“.
Profesor Chen verí, že „najlepším spôsobom obnovenia stratených neurónových funkcií“ je vytvorenie nových neurónov z gliových buniek v blízkosti mŕtvych neurónov.
Preprogramovanie astrocytov na neuróny
V predchádzajúcej práci profesor Chen a jeho tím ukázali, že je možné „chemicky preprogramovať“ typ gliovej bunky nazývanej astrocyty na neuróny pomocou deviatich malých molekúl v určitej sekvencii. Keď však skúmali, ako preložiť metódu z laboratória na kliniku, uvedomili si, že je to príliš komplikované.
Cieľom novej štúdie bolo teda nájsť menšiu kombináciu molekúl, ktorá dokáže astrocyty preprogramovať na fungujúce neuróny jednoduchším spôsobom.
Vedci testovali stovky kombinácií, kým našli efektívny vzorec obsahujúci „štyri základné lieky“.
„Použitím štyroch molekúl,“ vysvetľuje prvý autor štúdie Jiu-Chao Yin, ktorý je postgraduálnym študentom biológie v Penn State, „ktoré modulujú štyri kritické signálne dráhy v ľudských astrocytoch, a preto dokážeme efektívne zmeniť ľudské astrocyty - až o 70 percent - do funkčných neurónov. “
Tím tiež testoval účinok vypustenia jednej zo štyroch molekúl zo vzorca. Žiadna formulácia pre tri lieky však nebola taká účinná ako verzia pre štyri lieky. V skutočnosti bola najlepšia kombinácia troch liekov o 20 percent menej účinná ako kombinácia štyroch liekov.
Použitie iba jednej z molekúl nestačilo na premenu astrocytov na neuróny.
Jednoduchá alternatíva génovej terapie
Profesor Chen a jeho kolegovia už nejaký čas pracujú na regenerácii neurónov. Pred prechodom na chemické preprogramovanie experimentovali s génovou terapiou.
Dospeli však k záveru, že prístup génovej terapie, ktorý by mohol stáť okolo 500 000 dolárov na osobu, by bol príliš drahý. Dodanie génovej terapie navyše vyžaduje sofistikované, pokročilé techniky a odborné znalosti.
Profesor Chen vysvetľuje, že hlavnou výhodou prístupu chemického programovania je, že „pilulka obsahujúca malé molekuly by sa mohla vo veľkom množstve distribuovať do celého sveta, dokonca aj do vidieckych oblastí bez pokročilých nemocničných systémov.“
Tiež on a jeho tím zistili, že injekcia týchto štyroch liekov dospelým myšiam zvýšila tvorbu nových mozgových buniek v hipokampe, čo je oblasť mozgu, ktorá hrá úlohu v pamäti.
Oveľa viac práce dopredu
Autori štúdie poukazujú na to, že nálezy sú iba jedným krokom vpred k regenerácii neurónov v tabletke. Pri vývoji správneho vzorca je ešte veľa práce, najmä pokiaľ ide o „balenie a dodanie“ malých molekúl.
Vedci musia okrem potvrdenia ich účinnosti preskúmať aj vedľajšie účinky a bezpečnosť liekov.
Sú si však istí, že ich nový vzorec pre štyri lieky si jedného dňa uvedomí svoj potenciál ako priama liečba pre ľudí, ktorí stratia neuronálne funkcie poranením mozgu, mozgovou príhodou a neurodegeneratívnymi stavmi, ako je Alzheimerova choroba.
"Mojím posledným snom je vyvinúť jednoduchý systém dodávania liekov, ako sú pilulky, ktoré môžu pomôcť pacientom s mozgovou príhodou a Alzheimerovou chorobou po celom svete regenerovať nové neuróny a obnoviť ich stratené schopnosti učenia a pamäte."
Gong Chen
