Yksinkertainen lääkekaava regeneroi aivosolut
Tutkijat ovat ottaneet askeleen eteenpäin pyrittäessä pilleriin, joka voi palauttaa aivohalvausten, aivovammojen ja Alzheimerin taudin kaltaisten tilojen menetetyt aivotoiminnot.
Pennsylvanian osavaltion yliopiston (Penn State) tutkijat State Collegessa muuntivat gliasolut toimiviksi neuroneiksi käyttämällä vain neljän pienen molekyylin yhdistelmää.
Gliasolut voivat muun muassa tukea ja suojata neuroneja, jotka ovat soluja, jotka suorittavat aivojen henkisiä toimintoja.
Uudessa tutkimuslehdessä, joka on nyt lehdessä KantasoluraportitTutkijat kuvaavat, kuinka heidän muunnetut hermosolunsa selviytyivät yli 7 kuukauden ajan laboratorioviljelmissä.
Uudet neuronit osoittivat myös kyvyn toimia kuten normaalit aivosolut. He muodostivat verkkoja ja kommunikoivat keskenään sekä sähköisten että kemiallisten signaalien avulla.
Gliasolut lisääntyvät loukkaantumisen jälkeen
Vanhempi tutkija Gong Chen, joka on biologian professori Penn State, kertoo, että neuronit eivät uusiudu, kun aivokudos vaurioituu.
"Sitä vastoin", hän lisää, "gliasolut, jotka kerääntyvät vaurioituneen aivokudoksen ympärille, voivat lisääntyä aivovaurion jälkeen."
Opinnäytetyössään hän ja hänen tiiminsä selittävät, kuinka gliasolut muodostavat arpia, jotka suojaavat neuroneja lisävammilta.
Jatkuvan läsnäolonsa vuoksi gliaaliarvet myös estävät uusien hermosolujen kasvun ja signaalien välityksen niiden välillä.
Aikaisemmilla yrityksillä palauttaa hermosolujen uusiutuminen poistamalla gliaaliarvet ovat olleet "vain vähän menestystä", toteavat tutkimuksen tekijät.
Professori Chen uskoo, että "paras tapa palauttaa menetetyt hermosolutoiminnot" on luoda uusia hermosoluja kuolleiden hermosolujen lähellä olevista gliasoluista.
Astrosyyttien uudelleenohjelmointi neuroneiksi
Aikaisemmassa työssään professori Chen ja hänen tiiminsä olivat osoittaneet, että tietynlainen gliasolutyyppi, jota kutsutaan astrosyyteiksi, on mahdollista "ohjelmoida kemiallisesti uudelleen" neuroneiksi käyttämällä yhdeksää pientä molekyyliä tietyssä sekvenssissä. Kun he kuitenkin tutkivat menetelmän kääntämistä laboratoriosta klinikalle, he huomasivat, että se oli liian monimutkaista.
Joten uuden tutkimuksen tavoitteena oli löytää pienempi yhdistelmä molekyylejä, jotka voivat ohjelmoida astrosyytit uudelleen toimiviksi hermosoluiksi yksinkertaisemmalla tavalla.
Tutkijat testasivat satoja yhdistelmiä, kunnes he löysivät tehokkaan kaavan, joka sisälsi "neljä ydinlääkettä".
"Käyttämällä neljää molekyyliä", kertoo ensimmäisen tutkimuksen kirjoittaja Jiu-Chao Yin, joka on biologian jatko-opiskelija Penn Stateissä, "jotka moduloivat neljää kriittistä signalointireittiä ihmisen astrosyyteissä, voimme tehokkaasti kääntää ihmisen astrosyytit - jopa 70 prosenttia - toiminnallisiin hermosoluihin. "
Tiimi testasi myös yhden kaavan neljän molekyylin pudottamisen vaikutusta. Mikään kolmen lääkkeen kaava ei kuitenkaan ollut yhtä tehokas kuin neljän lääkkeen versio. Itse asiassa paras kolmen lääkkeen yhdistelmä oli 20 prosenttia vähemmän tehokas kuin neljän lääkkeen yhdistelmä.
Vain yhden molekyylin käyttö ei riittänyt muuttamaan astrosyytit neuroneiksi.
Yksinkertainen vaihtoehto geeniterapialle
Professori Chen ja hänen kollegansa ovat työskennelleet neuronien uudistamiseksi jonkin aikaa. Ennen kemiallisen uudelleenohjelmoinnin aloittamista he olivat kokeilleet geeniterapiaa.
He päättelivät kuitenkin, että geeniterapia, joka voisi maksaa noin 500 000 dollaria henkilöä kohti, olisi liian kallista. Lisäksi geeniterapian toimittaminen vaatii kehittyneitä, edistyneitä tekniikoita ja asiantuntemusta.
Professori Chen selittää, että kemiallisen ohjelmoinnin lähestymistavan tärkein etu on, että "pieniä molekyylejä sisältävä pilleri voitaisiin levittää laajalti maailmassa, jopa maaseudulle ilman edistyneitä sairaalajärjestelmiä".
Lisäksi hän ja hänen tiiminsä havaitsivat, että neljän lääkkeen ruiskuttaminen aikuisiin hiiriin lisäsi uusien aivosolujen syntymistä hippokampuksessa, joka on aivojen alue, jolla on merkitystä muistissa.
Paljon enemmän työtä edessä
Tutkimuksen tekijät huomauttavat, että havainnot ovat vain yksi askel eteenpäin kohti hermosolujen uusiutumista pillerissä. Oikean kaavan kehittämisessä on vielä paljon tehtävää, erityisesti pienten molekyylien "pakkaamisen ja toimittamisen" suhteen.
Sen lisäksi, että tutkijoiden on vahvistettava niiden tehokkuus, heidän on myös tutkittava lääkkeiden sivuvaikutuksia ja turvallisuutta.
He ovat kuitenkin vakuuttuneita siitä, että heidän uusi neljän lääkevalmisteensa jonain päivänä ymmärtää potentiaalinsa suoraviivaisena hoitona ihmisille, jotka menettävät hermoston toiminnan aivovamman, aivohalvauksen ja neurodegeneratiivisten sairauksien, kuten Alzheimerin taudin, vuoksi.
"Lopullinen unelmani on kehittää yksinkertainen lääkkeiden jakelujärjestelmä, kuten pilleri, joka voi auttaa aivohalvausta ja Alzheimerin taudin potilaita ympäri maailmaa uudistamaan uusia hermosoluja ja palauttamaan menetetyt oppimis- ja muistikykynsä."
Professori Gong Chen
