Paprasta vaistų formulė regeneruoja smegenų ląsteles
Mokslininkai žengė žingsnį į priekį ieškodami tabletės, galinčios atkurti smegenų funkciją, prarastą dėl insulto, smegenų traumų ir tokių sąlygų kaip Alzheimerio liga.
Pensilvanijos valstijos universiteto (Penn State) valstijos koledžo mokslininkai pavertė glijos ląsteles veikiančiais neuronais, naudodami tik keturių mažų molekulių derinį.
Glijos ląstelės, be kita ko, gali palaikyti ir apsaugoti neuronus, kurie yra ląstelės, atliekančios protines smegenų funkcijas.
Naujame studijų dokumente, kuris dabar yra žurnale Kamieninių ląstelių ataskaitos, mokslininkai apibūdina, kaip jų konvertuoti neuronai laboratorinėse kultūrose išgyveno daugiau nei 7 mėnesius.
Naujieji neuronai taip pat parodė gebėjimą dirbti kaip įprastos smegenų ląstelės. Jie kūrė tinklus ir bendravo tarpusavyje naudodamiesi elektriniais ir cheminiais signalais.
Glijos ląstelės po sužalojimo dauginasi
Vyresnysis tyrimo autorius Gongas Chenas, kuris yra biologijos profesorius iš Penn State, paaiškina, kad neuronai neatsinaujina, kai pažeidžiamas smegenų audinys.
„Priešingai, - priduria jis, - gialinės ląstelės, kurios kaupiasi aplink pažeistą smegenų audinį, gali daugintis po smegenų sužeidimo“.
Tyrimo darbe jis ir jo komanda paaiškina, kaip gialinės ląstelės formuoja randus, apsaugančius neuronus nuo tolesnio sužeidimo.
Tačiau dėl jų nuolatinio buvimo glialiniai randai taip pat blokuoja naujų neuronų augimą ir signalų perdavimą tarp jų.
Ankstesni bandymai atkurti neuronų regeneraciją pašalinant glialinius randus turėjo „ribotą pasisekimą“, pažymi tyrimo autoriai.
Prof. Chenas mano, kad „geriausias būdas atkurti prarastas neuronų funkcijas“ yra sukurti naujus neuronus iš glijos ląstelių, esančių arti negyvų neuronų.
Astrocitų perprogramavimas į neuronus
Ankstesniame darbe prof. Chenas ir jo komanda parodė, kad įmanoma „chemiškai perprogramuoti“ tam tikrą glijos ląstelių rūšį, vadinamą astrocitais, į neuronus, naudojant devynias mažas molekules tam tikroje sekoje. Tačiau, kai jie ištyrė, kaip iš laboratorijos išversti metodą į kliniką, jie suprato, kad tai per daug sudėtinga.
Taigi, naujo tyrimo tikslas buvo surasti mažesnį molekulių derinį, galintį paprasčiau suprogramuoti astrocitus į veikiančius neuronus.
Tyrėjai išbandė šimtus derinių, kol rado veiksmingą formulę, apimančią „keturis pagrindinius vaistus“.
„Naudodami keturias molekules“, - paaiškina pirmojo tyrimo autorius Jiu-Chao Yinas, kuris yra biologijos specialybės studentas Penn State, „kuris moduliuoja keturis žmogaus astrocitų kritinius signalizavimo kelius, mes galime efektyviai paversti žmogaus astrocitus - net 70 proc. - į funkcinius neuronus “.
Komanda taip pat išbandė efektą, kai viena iš keturių molekulių nuleista iš formulės. Tačiau nė viena trijų vaistų formulė nebuvo tokia veiksminga kaip keturių vaistų versija. Tiesą sakant, geriausias trijų vaistų derinys buvo 20 procentų mažiau veiksmingas nei keturių vaistų.
Norint paversti astrocitus neuronais, nepakako tik vienos iš molekulių.
Paprasta alternatyva genų terapijai
Profesorius Chenas ir jo kolegos kurį laiką dirbo prie neuronų regeneravimo. Prieš pereinant prie cheminio perprogramavimo, jie eksperimentavo su genų terapija.
Tačiau jie padarė išvadą, kad genų terapijos metodas, kuris gali kainuoti apie 500 000 USD asmeniui, būtų per brangus. Be to, norint gauti genų terapiją reikia sudėtingų, pažangių metodų ir patirties.
Prof. Chenas paaiškina, kad pagrindinis cheminio programavimo metodo pranašumas yra tas, kad „piliulė, kurioje yra mažų molekulių, galėtų būti plačiai paplitusi pasaulyje, netgi pasiekianti kaimo vietoves be pažangių ligoninių sistemų“.
Be to, jis ir jo komanda nustatė, kad švirkščiant keturis vaistus suaugusioms pelėms, padidėjo naujų smegenų ląstelių karta hipokampe, kuris yra smegenų sritis, atliekanti atminties vaidmenį.
Laukia dar daug darbo
Tyrimo autoriai pabrėžia, kad išvados yra tik vienas žingsnis į priekį siekiant neuronų regeneracijos tabletėse. Vis dar reikia daug nuveikti kuriant teisingą formulę, ypač dėl mažų molekulių „pakavimo ir pristatymo“.
Be to, kad mokslininkai patvirtina jų veiksmingumą, jie taip pat turi ištirti šalutinį vaistų poveikį ir saugumą.
Tačiau jie įsitikinę, kad jų naujoji keturių vaistų formulė vieną dieną supras savo tiesioginio gydymo potencialą žmonėms, kurie praranda neuronų funkciją dėl smegenų traumos, insulto ir neurodegeneracinių būklių, tokių kaip Alzheimerio liga.
„Svarbiausia mano svajonė yra sukurti paprastą vaistų tiekimo sistemą, pavyzdžiui, piliulę, kuri galėtų padėti insultui ir Alzheimerio liga sergantiems pacientams visame pasaulyje atkurti naujus neuronus ir atstatyti prarastas mokymosi bei atminties galimybes.“
Prof. Gongas Chenas
