Vedci prišli na to, ako preprogramovať imunitné bunky tak, aby tie obchádzali ochranu mozgu a rozkladali toxické plaky spôsobujúce Alzheimerovu chorobu bez vedľajších účinkov.
Modifikované mikroglie vylučujú enzým, ktorý rozkladá mozgový plak iba vtedy, keď sú skutočne v blízkosti plaku, čím sa zabráni poškodeniu zdravých častí mozgu. Zdroj: iStock/Makhbubakhon Ismatova
Vedci z Kalifornskej univerzity v Irvine vytvorili laboratórne vypestované imunitné bunky, ktoré dokážu vystopovať nahromadenia škodlivých látok v mozgu a vyčistiť ho, čím obnovia pamäť a funkciu mozgu myší. Štúdia bola publikovaná v odbornom časopise Cell Stem Cell.
Riešenie našli v kmeňových bunkách
Podarilo sa im to tak, že premenili kmeňové bunky – ktoré sa môžu stať akoukoľvek bunkou v tele – na mozgové imunitné bunky, nazývané mikroglie.
Upravené bunky boli schopné vyčistiť toxické nahromadenia (plaky) bez poškodenia zdravého tkaniva, čo viedlo k zníženiu zápalu a k dramatickému zlepšeniu výkonu mozgu myší.
Liečba by mohla znamenať začiatok úplne nového prístupu k neurodegeneratívnym ochoreniam s potenciálnymi aplikáciami na rakovinu mozgu, sklerózu multiplex a ďalšie. Súčasná liečba môže príznaky len spomaliť, nie zvrátiť.
Prekonali jednu z najväčších prekážok
Ak bude terapia fungovať u ľudí rovnako ako pri myšiach, mohla by podľa tímu výskumníkov prepísať budúcnosť zdravia mozgu.
Výsledky naznačujú, že vedci prekonali jednu z najväčších prekážok pri liečbe degeneratívnych ochorení mozgu: dostať lieky cez hematoencefalickú bariéru.
Táto ochranná vrstva buniek lemuje vnútorné povrchy krvných ciev vnútri mozgu a funguje ako akási brána, ktorá udržuje škodlivé látky vonku a užitočné látky dnu.
Tradičná liečba na báze buniek túto bariéru nedokázala obísť, ale mikroglie nemusia, pretože v mozgu už prítomné sú.
„Vyvinuli sme programovateľný živý systém doručovania, ktorý tento problém obchádza tým, že sídli v samotnom mozgu a reaguje len vtedy, keď je to potrebné, a tam, kde je to potrebné,“ uviedol spoluautor štúdie a profesor neurobiológie Mathew Blurton-Jones vo vyhlásení.
Plaky zabraňujú nervovým spojeniam. Zdroj: iStock/Artur Plawgo
Genetická úprava buniek
Pri Alzheimerovej chorobe sa medzi nervovými bunkami v mozgu abnormálne tvorí beta-amyloidový plak, čo je hustá, lepkavá zrazenina proteínov, ktorá bráni správnemu spájaniu medzi neurónmi, vyvoláva zápal a môže nakoniec spôsobiť odumieranie nervových buniek.
Pôvodné mikroglie v mozgu sa snažia tieto plaky rozložiť a vyčistiť, ale ak sú príliš aktívne alebo ich je priveľa, môžu uvoľniť enzýmy, ktoré poškodia aj zdravé tkanivo, čím nevedomky škodia.
Blurton-Jones a jeho kolegovia našli spôsob, ako upraviť mikroglie tak, aby liečili poškodenie mozgu bez toho, aby ho zhoršili. Najprv vypestovali ľudské mikroglie z kmeňových buniek, ktoré potom geneticky upravili pomocou techniky CRISPR, ktorá umožňuje vedcom robiť presné zmeny v DNA buniek na preprogramovanie spôsobu ich fungovania.
Modifikované mikroglie vylučujú neprilyzín, enzým, ktorý rozkladá mozgový plak iba vtedy, keď sú skutočne v blízkosti plaku. Tým sa zabráni náhodnému poškodeniu kritických a zdravých častí mozgu.
Úplne nová trieda mozgových terapií
„Keďže terapeutický proteín bol vytvorený iba v reakcii na amyloidné plaky, tento prístup bol presne cielený a všeobecne účinný,“ uviedol hlavný autor Jean Paul Chadarevian, postdoktorandský výskumník.
„Táto práca otvára dvere úplne novej triede mozgových terapií,“ povedal Robert Spitale, spoluautor a profesor farmaceutických vied. Namiesto používania syntetických liekov alebo vírusových vektorov takto môžu lekári využívať imunitné bunky mozgu ako presné nosiče.
Táto nová terapia by mohla dať nádej pacientom s Alzheimerovou chorobou a ich rodinám, ale ešte bude musieť prejsť niekoľkými kolami prísnych testov, kým sa bude môcť použiť na liečbu ľudí. Vedci poznamenali, že je potrebné urobiť ešte veľa práce, aby sa ich terapia založená na mikrogliách preložila do skúšok na ľuďoch, vrátane preukázania dlhodobej bezpečnosti a zmapovania cesty ku škálovateľnej výrobe.
Táto druhá prekážka by sa však dala vyriešiť produkciou mikroglií z vlastných kmeňových buniek pacienta, čo by podľa vedcov tiež znížilo riziko, že ich imunitný systém odmietne. To sa robí na liečbu iných typov chorôb, ako je rakovina krvi. Môže trvať asi tri až päť rokov, kým sa liečba, ktorá je úspešná pri myšiach, dostane k testovaniu na ľuďoch.
Zdroj: University of California, Cell Stem Cell
(LDS)
