Η απλή συνταγή φαρμάκων αναγεννά τα εγκεφαλικά κύτταρα
Οι ερευνητές έχουν κάνει ένα βήμα μπροστά στην αναζήτηση ενός χαπιού που μπορεί να ανακτήσει τη λειτουργία του εγκεφάλου που χάθηκε λόγω εγκεφαλικών επεισοδίων, εγκεφαλικών τραυματισμών και καταστάσεων όπως η νόσος του Alzheimer.
Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας (Penn State) στο State College μετέτρεψαν τα νευρογλοιακά κύτταρα σε λειτουργικούς νευρώνες χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό μόνο τεσσάρων μικρών μορίων.
Τα γλοιακά κύτταρα, μεταξύ άλλων, μπορούν να υποστηρίξουν και να προστατεύσουν τους νευρώνες, που είναι κύτταρα που εκτελούν τις ψυχικές λειτουργίες του εγκεφάλου.
Σε ένα νέο έγγραφο μελέτης που εμφανίζεται τώρα στο περιοδικό Αναφορές βλαστικών κυττάρων, οι ερευνητές περιγράφουν πώς οι νευρώνες που έχουν μετατραπεί επέζησαν για περισσότερο από 7 μήνες σε εργαστηριακές καλλιέργειες.
Οι νέοι νευρώνες έδειξαν επίσης την ικανότητα να λειτουργούν όπως τα φυσιολογικά εγκεφαλικά κύτταρα. Σχηματίστηκαν δίκτυα και επικοινωνούσαν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά και χημικά σήματα.
Τα γλοιακά κύτταρα πολλαπλασιάζονται μετά από τραυματισμό
Ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Gong Chen, ο οποίος είναι καθηγητής βιολογίας στο Penn State, εξηγεί ότι οι νευρώνες δεν αναγεννιούνται όταν ο εγκεφαλικός ιστός καταστραφεί.
«Αντίθετα», προσθέτει, «τα γλοιακά κύτταρα, τα οποία συγκεντρώνονται γύρω από τον κατεστραμμένο εγκεφαλικό ιστό, μπορούν να πολλαπλασιαστούν μετά από εγκεφαλικό τραυματισμό».
Στο έγγραφο μελέτης τους, αυτός και η ομάδα του εξηγούν πώς τα γλοιακά κύτταρα σχηματίζουν ουλές που προστατεύουν τους νευρώνες από περαιτέρω τραυματισμό.
Ωστόσο, λόγω της συνεχούς παρουσίας τους, οι γλοιακές ουλές εμποδίζουν επίσης την ανάπτυξη νέων νευρώνων και τη μετάδοση σημάτων μεταξύ τους.
Προηγούμενες προσπάθειες για την αποκατάσταση της αναγέννησης των νευρώνων με την αφαίρεση των ουλών της γλοίας είχαν «περιορισμένη επιτυχία», σημειώνουν οι συγγραφείς της μελέτης.
Ο καθηγητής Τσεν πιστεύει ότι «ο καλύτερος τρόπος για να αποκατασταθούν οι χαμένες νευρωνικές λειτουργίες» είναι να δημιουργήσουμε νέους νευρώνες από τα γλοιακά κύτταρα κοντά στους νεκρούς νευρώνες.
Επαναπρογραμματισμός αστροκυττάρων σε νευρώνες
Σε προηγούμενη εργασία, ο καθηγητής Τσεν και η ομάδα του είχαν δείξει ότι ήταν δυνατό να «επαναπρογραμματίσει χημικά» έναν τύπο γλοιακού κυττάρου που ονομάζεται αστροκύτταρα σε νευρώνες χρησιμοποιώντας εννέα μικρά μόρια σε μια συγκεκριμένη σειρά. Ωστόσο, όταν εξερεύνησαν πώς να μεταφράσουν τη μέθοδο από το εργαστήριο στην κλινική, συνειδητοποίησαν ότι ήταν πολύ περίπλοκη.
Έτσι, ο στόχος της νέας μελέτης ήταν να βρεθεί ένας μικρότερος συνδυασμός των μορίων που μπορούν να επαναπρογραμματίσουν τα αστροκύτταρα σε λειτουργικούς νευρώνες με έναν πιο απλό τρόπο.
Οι ερευνητές δοκίμασαν εκατοντάδες συνδυασμούς έως ότου βρήκαν μια αποτελεσματική φόρμουλα που περιλαμβάνει «τέσσερα βασικά φάρμακα».
«Χρησιμοποιώντας τέσσερα μόρια», εξηγεί ο συγγραφέας της πρώτης μελέτης Jiu-Chao Yin, ο οποίος είναι μεταπτυχιακός φοιτητής στη βιολογία στο Penn State, «που διαμορφώνει τέσσερις κρίσιμες οδούς σηματοδότησης στα ανθρώπινα αστροκύτταρα, μπορούμε να μετατρέψουμε αποτελεσματικά τα ανθρώπινα αστροκύτταρα - έως και 70 τοις εκατό - σε λειτουργικούς νευρώνες. "
Η ομάδα εξέτασε επίσης το αποτέλεσμα της απόρριψης ενός από τα τέσσερα μόρια από τον τύπο. Ωστόσο, κανένας τύπος τριών φαρμάκων δεν ήταν τόσο αποτελεσματικός όσο η έκδοση των τεσσάρων φαρμάκων. Στην πραγματικότητα, ο καλύτερος συνδυασμός τριών φαρμάκων ήταν 20 τοις εκατό λιγότερο αποτελεσματικός από αυτόν των τεσσάρων φαρμάκων.
Η χρήση μόνο ενός από τα μόρια δεν ήταν αρκετή για τη μετατροπή των αστροκυττάρων σε νευρώνες.
Απλή εναλλακτική λύση στη γονιδιακή θεραπεία
Ο καθηγητής Τσεν και οι συνεργάτες του εργάζονται για την αναγέννηση νευρώνων εδώ και αρκετό καιρό. Πριν στραφούν σε χημικό επαναπρογραμματισμό, είχαν πειραματιστεί με γονιδιακή θεραπεία.
Ωστόσο, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μια προσέγγιση γονιδιακής θεραπείας, η οποία θα μπορούσε να κοστίσει περίπου 500.000 $ ανά άτομο, θα ήταν πολύ ακριβή. Επιπλέον, η παροχή γονιδιακής θεραπείας απαιτεί προηγμένες, προηγμένες τεχνικές και τεχνογνωσία.
Ο καθηγητής Chen εξηγεί ότι το κύριο πλεονέκτημα της προσέγγισης χημικού προγραμματισμού είναι ότι «ένα χάπι που περιέχει μικρά μόρια θα μπορούσε να διανεμηθεί ευρέως στον κόσμο, ακόμη και να φτάσει σε αγροτικές περιοχές χωρίς προηγμένα νοσοκομειακά συστήματα».
Επίσης, αυτός και η ομάδα του διαπίστωσαν ότι η ένεση των τεσσάρων φαρμάκων σε ενήλικα ποντίκια αύξησε τη δημιουργία νέων εγκεφαλικών κυττάρων στον ιππόκαμπο, η οποία είναι μια περιοχή του εγκεφάλου που παίζει ρόλο στη μνήμη.
Πολύ περισσότερη δουλειά μπροστά
Οι συγγραφείς της μελέτης επισημαίνουν ότι τα ευρήματα είναι μόνο ένα βήμα προς τα εμπρός προς την αναγέννηση νευρώνων σε ένα χάπι. Υπάρχει ακόμη πολλή δουλειά που πρέπει να γίνει για την ανάπτυξη της σωστής φόρμουλας, ιδίως όσον αφορά τη «συσκευασία και παράδοση» των μικρών μορίων.
Εκτός από την επιβεβαίωση της αποτελεσματικότητάς τους, οι ερευνητές πρέπει επίσης να διερευνήσουν τις παρενέργειες και την ασφάλεια των φαρμάκων.
Ωστόσο, είναι πεπεισμένοι ότι η νέα φόρμουλα τεσσάρων ναρκωτικών θα συνειδητοποιήσει μια μέρα τις δυνατότητές της ως απλή θεραπεία για άτομα που χάνουν νευρωνική λειτουργία μέσω εγκεφαλικού τραυματισμού, εγκεφαλικού επεισοδίου και νευροεκφυλιστικών παθήσεων όπως η νόσος του Alzheimer.
«Το απόλυτο όνειρό μου είναι να αναπτύξω ένα απλό σύστημα παράδοσης ναρκωτικών, όπως ένα χάπι, που μπορεί να βοηθήσει το εγκεφαλικό επεισόδιο και τους ασθενείς με Αλτσχάιμερ σε όλο τον κόσμο να αναγεννήσουν νέους νευρώνες και να αποκαταστήσουν τις χαμένες ικανότητες μάθησης και μνήμης».
Καθ. Γκονγκ Τσεν
