Nová štúdia demonštruje „minimozgy“, ktoré by mohli urýchliť vývoj liečby Alzheimerovej choroby

Pomocou novej inovatívnej metódy vytvára výskumník z University of Saskatchewan (USA) miniatúrne pseudoorgány z kmeňových buniek na diagnostiku a liečbu Alzheimerovej choroby.

Keď Dr. Tyler Wenzel (Ph.D.) prvýkrát prišiel s nápadom vytvoriť miniatúrny mozog z kmeňových buniek, netušil, aký úspech budú mať jeho výtvory. Wenzelov „minimozog“ by teraz mohol spôsobiť revolúciu v spôsobe, akým diagnostikujeme a liečime Alzheimerov a iné ochorenia mozgu.

"Ani v najdivokejších snoch sme si nemysleli, že náš bláznivý nápad bude fungovať," povedal. "Tieto [minimozgy] možno použiť ako diagnostický nástroj vytvorený z krvi."

Wenzel, postdoktorand z Psychiatrickej kliniky College of Medicine, pod vedením Dr. Darrella Mussa, Ph. D.

Ľudské kmeňové bunky je možné upravovať tak, aby sa z nich stali takmer akékoľvek iné bunky v tele. Pomocou kmeňových buniek odobratých z ľudskej krvi sa Wenzelovi podarilo vytvoriť miniatúrny umelý orgán - veľký asi tri milimetre, ktorý vizuálne pripomína žuvačku, ktorú sa niekto pokúsil opäť vyhladiť.

Tieto „minimozgy“ sa vytvárajú vytvorením kmeňových buniek zo vzorky krvi a následnou premenou týchto kmeňových buniek na fungujúce mozgové bunky. Používanie malých syntetických organoidov na výskum nie je nový koncept, no „minimozgy“ vyvinuté vo Wenzelovom laboratóriu sú jedinečné. Ako je uvedené vo Wenzelovom článku v časopise Frontiers of Cellular Neuroscience, mozgy z jeho laboratória sa skladajú zo štyroch rôznych typov mozgových buniek, zatiaľ čo väčšina mozgových organel sa skladá iba z neurónov.

Pri testovaní Wenzelove „minimozgy“ presnejšie odrážajú mozog dospelého človeka, čo umožňuje podrobnejšie štúdie neurologických stavov u dospelých pacientov, ako je Alzheimerova choroba.

A pre tie „minimozgy“ vytvorené z kmeňových buniek ľudí s Alzheimerovou chorobou Wenzel zistil, že umelý orgán vykazuje Alzheimerovu patológiu – len v menšom meradle.

"Ak sa kmeňové bunky môžu stať akoukoľvek bunkou v ľudskom tele, potom otázka znie: 'Môžeme vytvoriť niečo, čo sa podobá celému orgánu?'," povedal Wenzel. "Keď sme to vyvíjali, mal som taký bláznivý nápad, že ak by to boli skutočne ľudské mozgy, ak by pacient mal chorobu ako Alzheimerova choroba a my sme mu vypestovali 'minimozog', teoreticky by ten malý mozog mal Alzheimerovu chorobu.".

Wenzel poznamenal, že táto technológia má potenciál zmeniť spôsob poskytovania zdravotnej starostlivosti ľuďom s Alzheimerovou chorobou, najmä vo vidieckych a odľahlých komunitách. Tento prelomový výskum už získal podporu od Alzheimer Society of Canada.

Ak Wenzel a jeho kolegovia dokážu vytvoriť spoľahlivý spôsob diagnostiky a liečby neurologických ochorení, ako je Alzheimerova choroba, len pomocou malej vzorky krvi – ktorá má relatívne dlhú trvanlivosť a možno ju poslať kuriérom – namiesto toho, aby pacienti museli cestovať do nemocnice alebo špecializované ambulancie, môže to výrazne ušetriť zdroje zdravotnej starostlivosti a znížiť záťaž pre pacientov.

"Teoreticky, ak tento nástroj funguje tak, ako si myslíme, že funguje, mohli by sme si nechať poslať vzorku krvi z La Loche alebo La Ronge na univerzitu a diagnostikovať vás týmto spôsobom," povedal.

Počiatočný dôkaz koncepcie pre „minimozgy“ bol mimoriadne povzbudzujúci – čo znamená, že ďalším krokom pre Wenzela je rozšírenie testovania na väčší súbor pacientov.

Výskumníci sa tiež zaujímajú o rozšírenie rozsahu výskumu „minimozgov“. Ak môžu potvrdiť, že „minimozgy“ presne odrážajú iné mozgové ochorenia alebo neurologické stavy, povedal Wenzel, mohli by sa použiť na urýchlenie diagnostiky alebo testovanie účinnosti liekov u pacientov.

Ako príklad Wenzel poukázal na dlhé čakacie doby na návštevu psychiatra v Saskatchewane. Ak by sa „minimozgy“ dali použiť na testovanie toho, ktoré antidepresívum funguje najlepšie pre pacienta s depresiou, mohlo by to výrazne skrátiť čas potrebný na návštevu lekára a získanie predpisu.

"Minimozgy" v Petriho miske - keď sú vytvorené z kmeňových buniek od ľudí s Alzheimerovou chorobou, organoidy vykazujú Alzheimerovu patológiu, len v menšom meradle. Poďakovanie: USask/David Stobbe.

Bývalý stredoškolský učiteľ prírodných vied, ktorý sa presťahoval do sveta výskumu a akademickej obce, Wenzel povedal, že to, čo ho na jeho práci vzrušuje, sú „základné veci výskumu“ – prísť s hypotézou a priblížiť sa k jej testovaniu v experimente..

Ohromujúci úspech počiatočných „minimozgov“ bol taký ohromujúci, že Wenzel priznal, že si to stále nevie celkom zabaliť.

"Stále neverím, ale je tiež neuveriteľne motivujúce, že sa niečo také stalo," povedal Wenzel. „Dáva mi to niečo, o čom si myslím, že ovplyvní spoločnosť a prinesie skutočný rozdiel a vytvorí zmenu... Má to potenciál zmeniť prostredie medicíny.“

Zistenia sú podrobne uvedené v článku publikovanom v časopise Frontiers in Cellular Neuroscience.