Vienkārša zāļu formula atjauno smadzeņu šūnas
Pētnieki ir spēruši soli uz priekšu, meklējot tableti, kas var atgūt smadzeņu darbību, kas zaudēta insultu, smadzeņu traumu un tādu apstākļu kā Alcheimera slimība dēļ.
Pensilvānijas štata universitātes (Penn State) zinātnieki štata koledžā pārveidoja glijas šūnas par funkcionējošiem neironiem, izmantojot tikai četru mazu molekulu kombināciju.
Glijas šūnas, cita starpā, var atbalstīt un aizsargāt neironus, kas ir šūnas, kas veic smadzeņu garīgās funkcijas.
Jaunā pētījumā, kas tagad ir iekļauts žurnālā Cilmes šūnu pārskati, pētnieki apraksta, kā viņu pārveidotie neironi laboratorijas kultūrās izdzīvoja vairāk nekā 7 mēnešus.
Jaunie neironi parādīja arī spēju strādāt kā parastās smadzeņu šūnas. Viņi veidoja tīklus un sazinājās savā starpā, izmantojot gan elektriskos, gan ķīmiskos signālus.
Glijas šūnas pēc savainošanās vairojas
Vecākais pētījuma autors Gongs Čens, kurš ir Bioloģijas profesors Penn State, paskaidro, ka neironi neatjaunojas, kad tiek bojāti smadzeņu audi.
"Turpretī," viņš piebilst, "glijas šūnas, kas pulcējas ap bojātiem smadzeņu audiem, pēc smadzeņu traumas var vairoties."
Savā pētījumā viņš un viņa komanda izskaidro, kā glijas šūnas veido rētas, kas aizsargā neironus no turpmākas traumas.
Tomēr to pastāvīgās klātbūtnes dēļ glijas rētas bloķē arī jaunu neironu augšanu un signālu pārraidi starp tiem.
Iepriekšējie mēģinājumi atjaunot neironu reģenerāciju, noņemot glijas rētas, ir bijuši "ierobežoti panākumi", atzīmē pētījuma autori.
Prof. Čens uzskata, ka "labākais veids, kā atjaunot zaudētās neironu funkcijas", ir jaunu neironu radīšana no glijas šūnām tuvu mirušajiem neironiem.
Astrocītu pārprogrammēšana neironos
Iepriekšējā darbā profesors Čens un viņa komanda parādīja, ka ir iespējams “ķīmiski pārprogrammēt” glijas šūnu veidu, ko sauc par astrocītiem, neironos, izmantojot deviņas mazas molekulas noteiktā secībā. Tomēr, kad viņi izpētīja, kā tulkot metodi no laboratorijas uz klīniku, viņi saprata, ka tā ir pārāk sarežģīta.
Tātad jaunā pētījuma mērķis bija atrast mazāku molekulu kombināciju, kas vienkāršākā veidā var pārprogrammēt astrocītus funkcionējošos neironos.
Pētnieki pārbaudīja simtiem kombināciju, līdz atrada efektīvu formulu, kas satur “četras galvenās zāles”.
"Izmantojot četras molekulas," skaidro pirmā pētījuma autors Jiu-Chao Yin, kurš ir Pennas štata bioloģijas maģistrants, "kas modulē četrus cilvēka astrocītu kritiskos signālu ceļus, mēs varam efektīvi pārvērst cilvēka astrocītus - pat 70 procentus - funkcionālos neironos. ”
Komanda arī pārbaudīja efektu, ja viena no četrām molekulām izkrita no formulas. Neviena trīs zāļu formula nebija tik efektīva kā četru zāļu versija. Patiesībā labākā trīs zāļu kombinācija bija par 20 procentiem mazāk efektīva nekā četru zāļu kombinācija.
Tikai vienas no molekulām izmantošana nebija pietiekama, lai astrocītus pārvērstu neironos.
Vienkārša alternatīva gēnu terapijai
Prof. Čens un viņa kolēģi kādu laiku ir strādājuši pie neironu atjaunošanas. Pirms ķerties pie ķīmiskās pārprogrammēšanas, viņi bija eksperimentējuši ar gēnu terapiju.
Tomēr viņi secināja, ka gēnu terapijas pieeja, kuras cena varētu būt aptuveni 500 000 USD vienai personai, būtu pārāk dārga. Turklāt gēnu terapijas veikšanai nepieciešamas sarežģītas, progresīvas metodes un zināšanas.
Profesors Čens paskaidro, ka ķīmiskās programmēšanas pieejas galvenā priekšrocība ir tā, ka "tabletes, kas satur mazas molekulas, varētu plaši izplatīt visā pasaulē, pat sasniedzot laukus bez progresīvām slimnīcu sistēmām".
Tāpat viņš un viņa komanda atklāja, ka četru zāļu injicēšana pieaugušām pelēm palielināja jaunu smadzeņu šūnu veidošanos hipokampā, kas ir smadzeņu reģions, kam ir nozīme atmiņā.
Priekšā vēl daudz darba
Pētījuma autori norāda, ka atklājumi ir tikai viens solis uz priekšu, lai tabletē neironu atjaunotos. Pareizās formulas izstrādē vēl ir daudz darba, it īpaši attiecībā uz mazo molekulu “iesaiņošanu un piegādi”.
Papildus to efektivitātes apstiprināšanai pētniekiem ir jāizpēta arī zāļu blakusparādības un drošība.
Viņi tomēr ir pārliecināti, ka viņu jaunā četru zāļu formula kādu dienu realizēs savu potenciālu kā vienkārša ārstēšana cilvēkiem, kuri zaudē neironu funkciju smadzeņu traumas, insulta un neirodeģeneratīvo stāvokļu, piemēram, Alcheimera slimības dēļ.
"Mans galvenais sapnis ir izstrādāt vienkāršu zāļu piegādes sistēmu, piemēram, tableti, kas var palīdzēt insultam un Alcheimera slimniekiem visā pasaulē atjaunot jaunus neironus un atjaunot viņu zaudētās mācīšanās un atmiņas iespējas."
Prof. Gongs Čens
