Naujas tyrimas rodo, kad "mini smegenys" galėtų pagreitinti Alzheimerio ligos gydymo metodų kūrimą

Saskačevano universiteto (JAV) tyrėjas, naudodamas novatorišką naują metodą, iš kamieninių ląstelių kuria miniatiūrinius pseudoorganus, skirtus Alzheimerio ligai diagnozuoti ir gydyti.

Kai dr. Tyleris Wenzelis pirmą kartą sugalvojo sukurti miniatiūrines smegenis iš kamieninių ląstelių, jis nė nenutuokė, kokia sėkminga bus jo kūryba. Dabar Wenzelio „mini smegenys“ gali pakeisti Alzheimerio ligos ir kitų smegenų ligų diagnostiką ir gydymą.

„Niekada net drąsiausiose svajonėse nemanėme, kad mūsų beprotiška idėja suveiks“, – sakė jis. „Šios [mini smegenys] galėtų būti naudojamos kaip diagnostikos įrankis, pagamintas iš kraujo.“

Wenzel, Medicinos kolegijos Psichiatrijos katedros podoktorantūros bendradarbis, vadovaujamas dr. Darrell Musso, sukūrė „mini smegenų“ idėją – arba, formaliau, unikalų smegenų organoido modelį.

Žmogaus kamienines ląsteles galima manipuliuoti taip, kad jos taptų beveik bet kuria kita kūno ląstele. Naudodamas iš žmogaus kraujo paimtas kamienines ląsteles, Wenzel sugebėjo sukurti miniatiūrinį dirbtinį organą – maždaug trijų milimetrų dydžio, vizualiai primenantį kramtomosios gumos gabalėlį, kurį kažkas bandė vėl išlyginti.

Šios „mini smegenys“ sukuriamos iš kraujo mėginio sukuriant kamienines ląsteles, o vėliau jas paverčiant funkcionuojančiomis smegenų ląstelėmis. Mažų sintetinių organoidų naudojimas tyrimams nėra nauja koncepcija, tačiau Wenzelio laboratorijoje sukurtos „mini smegenys“ yra unikalios. Kaip aprašyta Wenzelio straipsnyje žurnale „Frontiers of Cellular Neuroscience“, jo laboratorijoje esančios smegenys sudarytos iš keturių skirtingų tipų smegenų ląstelių, o dauguma smegenų organoidų sudaryti tik iš neuronų.

Testuojant Wenzelio „mini smegenys“ tiksliau atspindi suaugusio žmogaus smegenis, todėl galima atlikti išsamesnius suaugusiųjų neurologinių būklių, tokių kaip Alzheimerio liga, tyrimus.

O Wenzel nustatė, kad iš Alzheimerio liga sergančių žmonių kamieninių ląstelių sukurtose „mini smegenyse“ dirbtinis organas pasižymėjo Alzheimerio patologija, tik mažesniu mastu.

„Jei kamieninės ląstelės gali tapti bet kuria žmogaus kūno ląstele, iškilo klausimas: „Ar galime sukurti kažką, kas primintų visą organą?“ – sakė Wenzelis. „Kuriant šį metodą, man kilo beprotiška mintis, kad jei tai iš tikrųjų būtų žmogaus smegenys, jei pacientas sirgtų tokia liga kaip Alzheimerio liga ir mes užsiaugintume „mini smegenis“, tai teoriškai tos mažos smegenys sirgtų Alzheimerio liga.“

Wenzel pažymėjo, kad ši technologija gali pakeisti sveikatos priežiūros teikimo Alzheimerio liga sergantiems žmonėms būdą, ypač kaimo ir atokiose bendruomenėse. Šį novatorišką tyrimą jau parėmė Kanados Alzheimerio draugija.

Jei Wenzelis ir jo kolegos sugebės sukurti patikimą būdą diagnozuoti ir gydyti neurologines ligas, tokias kaip Alzheimerio liga, naudojant tik nedidelį kraujo mėginį, kuris turi gana ilgą galiojimo laiką ir gali būti išsiųstas kurjeriu, o ne reikalauti, kad pacientai vyktų į ligonines ar specializuotas klinikas, tai galėtų gerokai sutaupyti sveikatos priežiūros išteklius ir sumažinti pacientų naštą.

„Teoriškai, jei šis įrankis veikia taip, kaip manome, galėtume tiesiog gauti kraujo mėginį iš La Loche arba La Ronge į universitetą ir diagnozuoti jus tokiu būdu“, – sakė jis.

Pradinis „mini smegenų“ koncepcijos įrodymas buvo itin daug žadantis – tai reiškia, kad kitas Wenzelio žingsnis – išplėsti testavimą didesniam pacientų skaičiui.

Tyrėjai taip pat domisi savo mini smegenų tyrimų apimties išplėtimu. Jei jie galės patvirtinti, kad mini smegenys tiksliai atspindi kitas smegenų ligas ar neurologinius sutrikimus, jas būtų galima panaudoti diagnozei paspartinti arba vaistų veiksmingumui pacientams tirti, sakė Wenzel.

Kaip pavyzdį Wenzel pateikė ilgą laukimo laiką pas psichiatrą Saskačevane. Jei „mini smegenys“ galėtų būti naudojamos norint patikrinti, kuris antidepresantas geriausiai veikia depresija sergančiam pacientui, tai galėtų gerokai sutrumpinti laiką, reikalingą apsilankyti pas gydytoją ir gauti receptą.

„Mini smegenys“ Petri lėkštelėje – sukurtos iš Alzheimerio liga sergančių žmonių kamieninių ląstelių, organoidai pasižymi Alzheimerio patologija, tik mažesniu mastu. Nuotrauka: USask/David Stobbe.

Buvęs vidurinės mokyklos gamtos mokslų mokytojas, perėjęs į tyrimų ir akademinę veiklą, Wenzel teigė, kad jį labiausiai jaudina „tyrimo esmė“ – hipotezės iškėlimas ir artėjimas prie jos patikrinimo eksperimente.

Stulbinanti pradinių „mini smegenų“ sėkmė buvo tokia stulbinanti, kad Wenzelis prisipažino vis dar negalintis jos iki galo suvokti.

„Vis dar negaliu patikėti, bet tai taip pat nepaprastai motyvuoja, kad kažkas panašaus įvyko“, – sakė Wenzelis. „Man tai suteikia kažką, kas, manau, paveiks visuomenę, padarys realų skirtumą ir sukurs pokyčių... tai turi potencialo pakeisti medicinos kraštovaizdį.“

Darbo rezultatai išsamiai aprašyti straipsnyje, paskelbtame žurnale „Frontiers in Cellular Neuroscience“.