Jednoduchý lékový vzorec regeneruje mozkové buňky
Vědci učinili krok vpřed v hledání pilulky, která může obnovit mozkovou funkci ztracenou při mrtvici, poranění mozku a stavech, jako je Alzheimerova choroba.
Vědci z Pensylvánské státní univerzity (Penn State) na State College přeměnili gliové buňky na funkční neurony pomocí kombinace pouhých čtyř malých molekul.
Gliové buňky mohou mimo jiné podporovat a chránit neurony, což jsou buňky, které vykonávají mentální funkce mozku.
V novém studijním článku, který nyní figuruje v časopise Zprávy o kmenových buňkách, vědci popisují, jak jejich převedené neurony přežily v laboratorních kulturách déle než 7 měsíců.
Nové neurony také prokázaly schopnost pracovat jako normální mozkové buňky. Vytvářeli sítě a navzájem komunikovali pomocí elektrických i chemických signálů.
Gliální buňky proliferují po poranění
Hlavní autor studie Gong Chen, který je profesorem biologie na Penn State, vysvětluje, že neurony se neregenerují, když dojde k poškození mozkové tkáně.
"Naproti tomu," dodává, "gliové buňky, které se shromažďují kolem poškozené mozkové tkáně, se mohou po poranění mozku množit."
Ve svém studijním článku on a jeho tým vysvětlují, jak gliové buňky tvoří jizvy, které chrání neurony před dalším zraněním.
Gliální jizvy však díky své stálé přítomnosti také blokují růst nových neuronů a přenos signálů mezi nimi.
Předchozí pokusy o obnovení regenerace neuronů odstraněním gliálních jizev měly „omezený úspěch“, poznamenávají autoři studie.
Profesor Chen věří, že „nejlepším způsobem, jak obnovit ztracené neuronální funkce“, je vytvořit nové neurony z gliových buněk v blízkosti mrtvých neuronů.
Přeprogramování astrocytů na neurony
V předchozí práci profesor Chen a jeho tým ukázali, že je možné „chemicky přeprogramovat“ typ gliové buňky zvané astrocyty na neurony pomocí devíti malých molekul v určité sekvenci. Když však prozkoumali, jak přeložit metodu z laboratoře na kliniku, uvědomili si, že je to příliš komplikované.
Cílem nové studie tedy bylo najít menší kombinaci molekul, které by mohly astrocyty přeprogramovat na funkční neurony přímějším způsobem.
Vědci testovali stovky kombinací, dokud nenašli efektivní vzorec obsahující „čtyři základní léky“.
„Použitím čtyř molekul,“ vysvětluje první autor studie Jiu-Chao Yin, který je postgraduálním studentem biologie v Penn State, „které modulují čtyři kritické signální dráhy v lidských astrocytech, můžeme účinně obracet lidské astrocyty - až 70 procent - do funkčních neuronů. “
Tým také testoval účinek vynechání jedné ze čtyř molekul ze vzorce. Žádný vzorec pro tři léky však nebyl tak účinný jako verze pro čtyři léky. Nejlepší kombinace tří léků byla ve skutečnosti o 20 procent méně účinná než kombinace čtyř léků.
Použití pouze jedné z molekul nestačilo k přeměně astrocytů na neurony.
Jednoduchá alternativa ke genové terapii
Prof. Chen a jeho kolegové již nějakou dobu pracují na regeneraci neuronů. Než se obrátili na chemické přeprogramování, experimentovali s genovou terapií.
Došli však k závěru, že přístup genové terapie, který by mohl stát kolem 500 000 USD na osobu, by byl příliš drahý. Dodání genové terapie navíc vyžaduje sofistikované, pokročilé techniky a odborné znalosti.
Profesor Chen vysvětluje, že hlavní výhodou přístupu chemického programování je, že „pilulka obsahující malé molekuly by mohla být široce distribuována po celém světě, a to i do venkovských oblastí bez pokročilých nemocničních systémů.“
On a jeho tým také zjistili, že injekce těchto čtyř léků dospělým myším zvýšila tvorbu nových mozkových buněk v hipokampu, což je oblast mozku, která hraje roli v paměti.
Mnohem více práce dopředu
Autoři studie poukazují na to, že nálezy jsou jen jedním krokem vpřed k regeneraci neuronů v tabletce. Při vývoji správného vzorce je ještě hodně práce, zejména pokud jde o „balení a dodání“ malých molekul.
Vedle potvrzení jejich účinnosti musí vědci také prozkoumat vedlejší účinky a bezpečnost těchto léků.
Jsou si však jisti, že si jejich nový vzorec pro čtyři léky jednoho dne uvědomí svůj potenciál jako přímou léčbu pro lidi, kteří ztrácejí neuronální funkce poškozením mozku, cévní mozkovou příhodou a neurodegenerativními stavy, jako je Alzheimerova choroba.
"Mým posledním snem je vyvinout jednoduchý systém podávání léků, jako je pilulka, který by pomohl pacientům s mozkovou příhodou a Alzheimerovou chorobou po celém světě regenerovat nové neurony a obnovit jejich ztracené schopnosti učení a paměti."
Prof. Gong Chen
