Z tego artykułu dowiesz się:
- W jaki sposób nowatorska platforma nanotechnologiczna stymuluje mózg do samodzielnej regeneracji.
- Na czym polega metoda przeprogramowania komórek, która nie wymaga modyfikacji genetycznych.
- Jakie efekty poznawcze i biologiczne zaobserwowano u myszy z zaawansowaną demencją.
Choroba Alzheimera od dziesięcioleci uchodzi za neurodegeneracyjny wyrok, z którym współczesna medycyna potrafi walczyć jedynie objawowo. Najnowsze odkrycie badaczy z University of South Carolina, opisane w prestiżowym czasopiśmie „Cell Biomaterials”, może jednak zmienić układ sił w neurobiologii regeneracyjnej. Zamiast skupiać się wyłącznie na usuwaniu patologicznych złogów białkowych, amerykańscy farmaceuci postanowili zmusić sam mózg do wyhodowania nowych komórek nerwowych w miejsce tych bezpowrotnie utraconych.
Alternatywa dla modyfikacji genów
Kluczem do sukcesu okazał się polimerowy nanożel o nazwie Nano-ERASER. Cząsteczki te zostały zaprojektowane tak, aby przekraczać szczelną barierę krew–mózg i precyzyjnie docierać do astrocytów – komórek glejowych o gwieździstym kształcie, które w naturalnych warunkach pełnią funkcje ochronne i odżywcze dla tkanki nerwowej. Nano-ERASER transportuje do ich wnętrza specyficzne przeciwciała, których zadaniem jest degradacja białka PTBP1. Wyciszenie tego jednego czynnika uruchamia swoisty reset: astrocyty zaczynają przekształcać się w funkcjonalne, aktywne neurony.
W środowisku naukowym manipulacje tzw. tożsamością komórkową budziły dotąd ogromne obawy, związane głównie z ryzykiem nieodwracalnych mutacji, ale projekt prowadzony przez zespół z Karoliny Południowej omija tę rafę – w przeciwieństwie do popularnych narzędzi edycji genetycznej, takich jak technologia CRISPR, Nano-ERASER nie modyfikuje kodu DNA zwierzęcia, gdyż proces przeprogramowania astrocytów zachodzi wyłącznie na poziomie białkowym. A to – zdaniem badaczy – czyni całą procedurę bezpieczną i w pełni odwracalną.
– Mamy nadzieję, że będzie to bardziej skuteczne, a jednocześnie bezpieczniejsze. Nie musimy obawiać się potencjalnych skutków ubocznych na poziomie genetycznym – podkreśla prof. Peisheng Xu, kierownik katedry farmacji na University of South Carolina, główny autor badań.
Czytaj więcej
Jednorazowa iniekcja terapii genowej może nie tylko znacząco wydłużyć życie, ale również odwrócić procesy starzenia się kluczowych narządów. Oto re...
Nanożel testowano laboratoryjnie. Przeprowadzono analizy na hodowlach ludzkich komórek astrocytowych oraz zaawansowanych organoidach mózgowych (miniaturowych modelach hodowanych w probówkach, które naśladowały środowisko choroby Alzheimera). W obu przypadkach zaobserwowano radykalny spadek stężenia białka PTBP1 oraz transformację komórek pomocniczych w zdrowe, przewodzące impulsy neurony.
„Myszy stały się mądrzejsze”
Ale prawdziwy przełom przyniósł jednak etap badań in vivo. Myszy laboratoryjne z zaawansowanym alzheimerem poddano serii zastrzyków z preparatem Nano-ERASER. Efekty behawioralne i biologiczne przerosły oczekiwania zespołu, gdyż zwierzęta odzyskały naturalny instynkt budowania gniazd, a w testach orientacji przestrzennej w labiryncie wodnym radziły sobie nieporównywalnie sprawniej przez wiele kolejnych tygodni. Oznacza to bezpośrednią poprawę procesów uczenia się oraz regenerację pamięci roboczej.
– Po zaledwie dwóch zastrzykach te myszy stały się mądrzejsze – nie kryje entuzjazmu prof. Peisheng Xu, cytowany w serwisie EurekAlert. – Już po jednym zastrzyku zauważyliśmy, że ich zachowanie różni się od zachowania nieleczonych myszy – dodaje.
Badania autopsyjne mózgów gryzoni wykazały nie tylko wyższą gęstość zdrowych neuronów, lecz także wyraźne wygaszenie ognisk zapalnych oraz redukcję złogów toksycznego amyloidu beta, stanowiącego główną cechę patologiczną demencji. Wyniki te mają ogromne znaczenie, stanowią argument, iż zablokowanie PTBP1 wystarczy do wywołania skutecznej neurogenezy u żywego ssaka.
Czytaj więcej
Start-up Ataraxis, zajmujący się medycyną precyzyjną wspieraną przez AI, pozyskał od inwestorów ponad 20 mln dol. Pieniądze wyłożyli m.in. Peter Th...
Choć autorzy pracy „Reverse the progression of Alzheimer’s disease through Nano-ERASER-based adult neuroregeneration” zastrzegają, że sukces u myszy nie oznacza natychmiastowej dostępności leku dla ludzi. Kolejny krok to badania na naczelnych. Dopiero one utorują drogę do rozpoczęcia fazy badań klinicznych z udziałem pacjentów. I tu zaczynają się schody. W badaniach nad chorobą Alzheimera od dziesięcioleci wyleczono setki mysz, po czym testowane cząsteczki poniosły całkowitą porażkę w badaniach klinicznych na ludziach. Do czasu replikacji tych wyników przez niezależne laboratoria z użyciem rygorystycznego śledzenia losów komórek, należy podchodzić do tych rewelacji z dużą rezerwą badawczą.
