 |
| Πρόκειται για μια νέα επαναστατική προσέγγιση στη μάχη κατά νευροεκφυλιστικών ασθενειών όπως η Αλτσχάιμερ. |
Επιστήμονες ενδέχεται να έχουν βρει έναν τρόπο να αναγεννούν τους νευρώνες που χάνονται εξαιτίας παθήσεων όπως η νόσος Αλτσχάιμερ σύμφωνα με νέα εργαστηριακή μελέτη.
Η έρευνα που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Cell Biomaterials» υποδεικνύει ότι η μείωση των επιπέδων μιας βασικής πρωτεΐνης σε έναν άλλο τύπο κυττάρων του εγκεφάλου, τα λεγόμενα αστροκύτταρα, μπορεί να μετατρέψει αυτά τα κύτταρα σε νευρώνες. Ο ενήλικος εγκέφαλος έχει περιορισμένη ικανότητα να παράγει νέους νευρώνες υπό φυσιολογικές συνθήκες και ακόμη πιο περιορισμένη ικανότητα να αντικαθιστά νευρώνες που χάνονται εξαιτίας ασθενειών.
Εάν η προσέγγιση αυτή εξελιχθεί με επιτυχία σε θεραπεία για ανθρώπους θα μπορούσε να αναπληρώσει τους χαμένους νευρώνες και συνεπώς να αποκαταστήσει τη λειτουργία του εγκεφάλου υποστηρίζουν οι συγγραφείς της μελέτης.
Τα αστροκύτταρα είναι άφθονα αστεροειδή κύτταρα στον εγκέφαλο που προστατεύουν και υποστηρίζουν τη λειτουργία των νευρώνων. Μια κρίσιμη πρωτεΐνη για την ανάπτυξη των αστροκυττάρων ονομάζεται PTBP1 και παλαιότερα επιστήμονες είχαν προτείνει ότι η εξάλειψη αυτής της πρωτεΐνης από τα αστροκύτταρα μπορεί να τα μετατρέψει σε νευρώνες. Σε εκείνη τη μελέτη, οι ερευνητές ανέφεραν ότι μετέτρεψαν αστροκύτταρα στον εγκέφαλο ποντικών σε νευρώνες εξαλείφοντας το γονίδιο που κωδικοποιούσε την PTBP1.
Ωστόσο μεταγενέστερα πειράματα έρχονταν σε αντίθεση με αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύοντας ότι οι νεοσχηματισμένοι νευρώνες δεν μπορούσαν να ιχνηλατηθούν μέχρι τα αστροκύτταρα. Έτσι ο Πέισενγκ Ξου συν-συγγραφέας της νέας μελέτης και φαρμακευτικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καρολίνας, αποφάσισε να διερευνήσει αυτή την αντίφαση.
«Μας φάνηκε παράξενο το γεγονός ότι δύο ομάδες ανθρώπων κατέληξαν σε διαφορετικά συμπεράσματα» δήλωσε στο Live Science ο Ξου.
Η μέθοδος
Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται Nano-Eraser, η οποία είχε αναπτυχθεί νωρίτερα στο εργαστήριό του Ξου, για να εξαλείψει την PTBP1 από τα αστροκύτταρα χωρίς να τροποποιήσει κανένα από τα γονίδιά τους. Η ομάδα το πέτυχε αυτό συσκευάζοντας ένα αντίσωμα που στοχεύει την PTBP1 μέσα σε ένα πολυμερές τζελ. Το τζελ βοήθησε το αντίσωμα να περάσει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, έναν μηχανισμό προστασίας που εμποδίζει ορισμένες ουσίες από την κυκλοφορία του αίματος να εισέλθουν στον εγκέφαλο.
Μόλις φτάσει στα αστροκύτταρα του εγκεφάλου το αντίσωμα συνδέεται με την PTBP1 και ενεργοποιεί τον εσωτερικό μηχανισμό του κυττάρου ώστε να καταστρέψει την πρωτεΐνη.
«Νομίζω ότι είναι μια αρκετά ενδιαφέρουσα, συναρπαστική και καινοτόμος προσέγγιση. Δείχνουν ότι το τζελ μπορεί να διαπεράσει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό» κάτι που είναι σημαντικό για την ανάπτυξη θεραπειών για τον εγκέφαλο» δήλωσε η Δρ. Κριστιάνε Ραν νευροεπιστήμονας στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Η ομάδα χρησιμοποίησε το εργαλείο Nano-Eraser για να αναστείλει την πρωτεΐνη PTBP1 στα αστροκύτταρα. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα σύμφωνα με τους ερευνητές, να μετατραπούν σε νευρώνες.
Αρχικά, η ομάδα δοκίμασε το τζελ σε ανθρώπινα αστροκύτταρα που αναπτύχθηκαν σε εργαστηριακά τρυβλία. Μέσα σε λίγες ημέρες, τα αστροκύτταρα που εκτέθηκαν στο τζελ έχασαν το χαρακτηριστικό αστεροειδές σχήμα τους και άρχισαν να σχηματίζουν άξονες — τις λεπτές προεκτάσεις μέσω των οποίων οι νευρώνες μεταδίδουν μηνύματα. Οι πρωτεΐνες που συνήθως εντοπίζονται στους νευρώνες έγιναν επίσης πιο άφθονες στα αστροκύτταρα.
Αργότερα τα κύτταρα παρουσίασαν ηλεκτρική δραστηριότητα, γεγονός που επιβεβαίωσε περαιτέρω ότι λειτουργούσαν παρόμοια με τους νευρώνες και μπορούσαν να ενεργοποιούνται συγχρονισμένα. Το τζελ έδειξε παρόμοια αποτελέσματα και σε μικροσκοπικά μοντέλα του εγκεφάλου, τα λεγόμενα οργανοειδή, τα οποία είχαν αναπτυχθεί από ανθρώπινα βλαστοκύτταρα.
Τα πειράματα
Στη συνέχεια οι ερευνητές δοκίμασαν το τζελ σε ποντικούς με νόσο Αλτσχάιμερ. Αυτά τα πειραματόζωα είχαν χάσει νευρώνες και είχαν αναπτύξει ορισμένα χαρακτηριστικά της νόσου Αλτσχάιμερ, όπως φλεγμονή, απώλεια γνωστικών λειτουργιών και κολλώδεις συσσωρεύσεις μιας πρωτεΐνης στον εγκέφαλο.
Η ομάδα χορήγησε στα ποντίκια δύο ενδοφλέβιες δόσεις του τζελ με διαφορά οκτώ ημερών. Τις επόμενες τέσσερις εβδομάδες δοκιμές συμπεριφοράς έδειξαν ότι η μνήμη των ποντικών που έλαβαν τη θεραπεία βελτιώθηκε και ότι μπορούσαν να κατασκευάζουν καλύτερες φωλιές σε σύγκριση με τα ποντίκια που δεν έλαβαν θεραπεία κάτι που αποτελεί ένδειξη βελτίωσης της συμπεριφοράς και της λειτουργικότητάς τους. Αργότερα οι ερευνητές εξέτασαν τους εγκεφάλους των θεραπευμένων ποντικών και διαπίστωσαν ότι η πυκνότητα των νευρώνων τους είχε αυξηθεί, ενώ τα επίπεδα φλεγμονωδών μορίων είχαν μειωθεί.
Ωστόσο ενώ τα πειράματα σε εργαστηριακά τρυβλία έδειξαν ότι τα αστροκύτταρα μετατράπηκαν σε νευρώνες, αυτό το εύρημα δεν έχει επιβεβαιωθεί σε ζωντανά ποντίκια. Παρατηρήσαμε ότι η πυκνότητα των νευρώνων αυξήθηκε στα θεραπευμένα ποντίκια σε σύγκριση με τα ποντίκια που δεν έλαβαν θεραπεία αλλά δεν μπορούμε ακόμη να αποκλείσουμε την πιθανότητα ότι κάποια άλλα νευρικά βλαστοκύτταρα μπορεί επίσης να μετατράπηκαν σε νευρώνες» λέει ο Ξου.
Η Ραν συμφωνεί ότι θα χρειάζονταν πρόσθετα πειράματα για να διαπιστωθεί εάν ένα συγκεκριμένο αστροκύτταρο στον εγκέφαλο του ποντικού μετατράπηκε σε νευρώνα. Παρότι τα αποτελέσματα είναι «συναρπαστικά απαιτείται πολύ περισσότερη έρευνα για να διαπιστωθούν οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις μιας τέτοιας θεραπείας στους διαφορετικούς τύπους εγκεφαλικών κυττάρων».
Ο Ξου και η ομάδα του σχεδιάζουν τώρα να μελετήσουν περαιτέρω τη μετατροπή των αστροκυττάρων σε ζωντανά ποντίκια. Πριν μπορέσουν να προχωρήσουν σε κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους, είπε, θα πρέπει να εξεταστούν η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα της θεραπείας σε μη ανθρώπινα πρωτεύοντα.
Αξίζει να σημειωθεί ότι τα ίδια τα αστροκύτταρα επιτελούν σημαντικές λειτουργίες στον εγκέφαλο. Επομένως, υπάρχει το ερώτημα τι θα μπορούσε να προκαλέσει στον εγκέφαλο η «χρόνια μείωση της PTBP1» επισήμανε η Ραν. Συμφώνησε ότι θα χρειαστούν προσεκτικές μελέτες προκειμένου η προσέγγιση αυτή να μπορέσει να εφαρμοστεί στους ανθρώπους.
«Αυτό είναι κάτι που πρέπει να δοκιμαστεί βήμα βήμα» λέει η Ραν.
