Formula simplă de medicament regenerează celulele creierului
Cercetătorii au făcut un pas înainte în căutarea unei pilule care poate recupera funcția creierului pierdută prin accident vascular cerebral, leziuni cerebrale și afecțiuni precum boala Alzheimer.
Oamenii de știință de la Universitatea de Stat din Pennsylvania (Penn State) din State College au transformat celulele gliale în neuroni care funcționează folosind o combinație de doar patru molecule mici.
Celulele gliale, printre altele, pot susține și proteja neuronii, care sunt celule care îndeplinesc funcțiile mentale ale creierului.
Într-o nouă lucrare de studiu care apare acum în jurnal Rapoarte privind celulele stemCercetătorii descriu modul în care neuronii lor convertiți au supraviețuit mai mult de 7 luni în culturile de laborator.
Noii neuroni au arătat, de asemenea, capacitatea de a lucra ca celulele normale ale creierului. Au format rețele și au comunicat între ele utilizând atât semnale electrice, cât și chimice.
Celulele gliale proliferează după rănire
Autorul principal al studiului, Gong Chen, care este profesor de biologie la Penn State, explică faptul că neuronii nu se regenerează atunci când țesutul cerebral se deteriorează.
„Spre deosebire”, adaugă el, „celulele gliale, care se adună în jurul țesutului cerebral deteriorat, pot prolifera după leziuni cerebrale.”
În lucrarea lor de studiu, el și echipa sa explică modul în care celulele gliale formează cicatrici care protejează neuronii de leziuni suplimentare.
Cu toate acestea, datorită prezenței lor constante, cicatricile gliale blochează, de asemenea, creșterea noilor neuroni și transmiterea semnalelor între ei.
Încercările anterioare de restabilire a regenerării neuronilor prin îndepărtarea cicatricilor gliale au avut „un succes limitat”, notează autorii studiului.
Prof. Chen consideră că „cel mai bun mod de a restabili funcțiile neuronale pierdute” este de a crea noi neuroni din celulele gliale din apropierea neuronilor morți.
Reprogramarea astrocitelor în neuroni
În lucrările anterioare, prof. Chen și echipa sa au arătat că este posibil să „reprogramăm chimic” un tip de celulă glială numită astrocite în neuroni folosind nouă molecule mici într-o anumită secvență. Cu toate acestea, când au explorat cum să traducă metoda din laborator în clinică, au realizat că este prea complicată.
Așadar, scopul noului studiu a fost de a găsi o combinație mai mică a moleculelor care pot reprograma astrocitele în neuroni care funcționează într-un mod mai simplu.
Cercetătorii au testat sute de combinații până când au găsit o formulă eficientă care cuprinde „patru medicamente de bază”.
„Prin utilizarea a patru molecule”, explică autorul primului studiu Jiu-Chao Yin, care este absolvent de biologie la Penn State, „care modulează patru căi de semnalizare critice în astrocitele umane, putem transforma în mod eficient astrocitele umane - chiar și 70% - în neuroni funcționali. ”
Echipa a testat, de asemenea, efectul scăderii uneia dintre cele patru molecule din formulă. Cu toate acestea, nicio formulă cu trei medicamente nu a fost la fel de eficientă ca versiunea cu patru medicamente. De fapt, cea mai bună combinație cu trei medicamente a fost cu 20% mai puțin eficientă decât cea cu patru medicamente.
Folosirea doar a uneia dintre molecule nu a fost suficientă pentru a converti astrocitele în neuroni.
Alternativă simplă la terapia genică
Prof. Chen și colegii săi lucrează de ceva timp la regenerarea neuronilor. Înainte de a trece la reprogramarea chimică, ei experimentaseră terapia genică.
Cu toate acestea, au ajuns la concluzia că o abordare a terapiei genice, care ar putea costa în jur de 500.000 de dolari pe persoană, ar fi prea costisitoare. În plus, livrarea terapiei genice necesită tehnici sofisticate și avansate și expertiză.
Prof. Chen explică faptul că principalul avantaj al abordării programării chimice este că „o pastilă care conține molecule mici ar putea fi distribuită pe scară largă în lume, chiar și în zonele rurale fără sisteme spitalice avansate”.
De asemenea, el și echipa sa au descoperit că injectarea celor patru medicamente la șoareci adulți a crescut generarea de noi celule cerebrale în hipocampus, care este o regiune a creierului care joacă un rol în memorie.
Mult mai mult de lucru înainte
Autorii studiului subliniază că rezultatele sunt doar un pas înainte spre regenerarea neuronilor într-o pastilă. Există încă o mulțime de lucru de făcut în dezvoltarea formulei corecte, în special în ceea ce privește „ambalarea și livrarea” moleculelor mici.
Pe lângă confirmarea eficienței acestora, cercetătorii trebuie să exploreze și efectele secundare și siguranța medicamentelor.
Cu toate acestea, sunt încrezători că noua lor formulă cu patru medicamente își va realiza într-o zi potențialul ca tratament simplu pentru persoanele care pierd funcția neuronală prin leziuni cerebrale, accident vascular cerebral și afecțiuni neurodegenerative, cum ar fi boala Alzheimer.
„Visul meu final este să dezvolt un sistem simplu de administrare a medicamentelor, cum ar fi o pastilă, care să ajute pacienții cu accident vascular cerebral și cu Alzheimer din întreaga lume să regenereze noi neuroni și să le restabilească capacitățile de învățare și memorie pierdute”
Prof. Gong Chen
