Nová studie ukazuje, že "mini mozky" by mohly urychlit vývoj léčby Alzheimerovy choroby.

Výzkumník z Univerzity v Saskatchewanu (USask) vytváří miniaturní pseudoorgány z kmenových buněk pomocí inovativní nové metody pro diagnostiku a léčbu Alzheimerovy choroby.

Když Dr. Tyler Wenzel, Ph.D., poprvé přišel s myšlenkou vytvořit miniaturní mozek z kmenových buněk, neměl tušení, jak úspěšný bude jeho výtvor. Wenzelův „mini mozek“ by nyní mohl způsobit revoluci ve způsobu, jakým diagnostikujeme a léčíme Alzheimerovu chorobu a další mozková onemocnění.

„Nikdy v našich nejdivočejších snech jsme si nemysleli, že náš bláznivý nápad bude fungovat,“ řekl. „Tyto [mini-mozky] by mohly být použity jako diagnostický nástroj vyrobený z krve.“

Wenzel, postdoktorand na katedře psychiatrie Lékařské fakulty, rozvinul myšlenku „mini-mozku“ – nebo formálněji unikátního modelu mozkového organoidu – pod vedením Dr. Darrella Mussoa, Ph.D.

Lidské kmenové buňky lze manipulovat tak, aby se staly téměř jakoukoli jinou buňkou v těle. Pomocí kmenových buněk odebraných z lidské krve dokázal Wenzel vytvořit miniaturní umělý orgán – o velikosti asi tři milimetry, vizuálně připomínající kousek žvýkačky, který se někdo pokusil znovu uhladit.

Tyto „mini-mozky“ se vytvářejí vytvořením kmenových buněk ze vzorku krve a následnou přeměnou těchto kmenových buněk na funkční mozkové buňky. Použití malých syntetických organoidů pro výzkum není nový koncept, ale „mini-mozky“ vyvinuté ve Wenzelově laboratoři jsou jedinečné. Jak je popsáno ve Wenzelově článku v časopise Frontiers of Cellular Neuroscience, mozky v jeho laboratoři se skládají ze čtyř různých typů mozkových buněk, zatímco většina mozkových organoidů se skládá pouze z neuronů.

V testech Wenzelovy „mini-mozky“ přesněji odrážejí mozky dospělých lidí, což umožňuje detailnější studium neurologických onemocnění dospělých, jako je Alzheimerova choroba.

A u těchto „mini-mozků“ vytvořených z kmenových buněk lidí s Alzheimerovou chorobou Wenzel zjistil, že umělý orgán vykazoval Alzheimerovu patologii – jen v menším měřítku.

„Pokud se kmenové buňky mohou stát jakoukoli buňkou v lidském těle, otázka zněla: ‚Můžeme vytvořit něco, co se podobá celému orgánu?‘“ řekl Wenzel. „Když jsme to vyvíjeli, dostal jsem bláznivý nápad, že kdyby se skutečně jednalo o lidské mozky, kdyby pacient měl nemoc, jako je Alzheimerova choroba, a my bychom mu vypěstovali ‚mini mozek‘, pak by teoreticky tento malý mozek měl Alzheimerovu chorobu.“

Wenzel poznamenal, že tato technologie má potenciál změnit způsob, jakým je zdravotní péče poskytována lidem s Alzheimerovou chorobou, zejména ve venkovských a odlehlých komunitách. Tento průkopnický výzkum již získal podporu od Kanadské společnosti pro Alzheimerovu chorobu.

Pokud Wenzel a jeho kolegové dokážou vytvořit spolehlivý způsob diagnostiky a léčby neurologických onemocnění, jako je Alzheimerova choroba, s použitím pouze malého vzorku krve – který má relativně dlouhou trvanlivost a lze jej zaslat kurýrem – namísto nutnosti cestování pacientů do nemocnic nebo specializovaných klinik, mohlo by to výrazně ušetřit zdroje zdravotní péče a snížit zátěž pacientů.

„Teoreticky, pokud tento nástroj funguje tak, jak si myslíme, mohli bychom si prostě nechat poslat vzorek krve z La Loche nebo La Ronge na univerzitu a diagnostikovat vás tímto způsobem,“ řekl.

Počáteční důkaz konceptu „mini-mozků“ byl mimořádně povzbudivý – což znamená, že dalším krokem pro Wenzela je rozšíření testování na větší skupinu pacientů.

Vědci mají také zájem rozšířit rozsah svého výzkumu minimozků. Pokud se jim podaří potvrdit, že minimozky přesně odrážejí další mozková onemocnění nebo neurologické stavy, mohly by být použity k urychlení diagnózy nebo testování účinnosti léků u pacientů, uvedl Wenzel.

Wenzel jako příklad poukázal na dlouhé čekací doby na návštěvu psychiatra v Saskatchewanu. Pokud by se „mini-mozky“ daly použít k testování, které antidepresivum je pro depresivního pacienta nejvhodnější, mohlo by to výrazně zkrátit dobu potřebnou k návštěvě lékaře a získání léku na předpis.

„Mini-mozek“ v Petriho misce – organoidy vytvořené z kmenových buněk lidí s Alzheimerovou chorobou vykazují Alzheimerovu patologii, pouze v menším měřítku. Zdroj: USask/David Stobbe.

Wenzel, bývalý učitel přírodních věd na střední škole, který se přesunul do světa výzkumu a akademické sféry, uvedl, že na své práci ho nadchýná „podstata výzkumu“ – formulování hypotézy a její bližší ověřování v experimentu.

Ohromující úspěch počátečních „mini-mozků“ byl tak ohromující, že Wenzel přiznal, že mu stále nemůže plně porozumět.

„Pořád tomu nevěřím, ale zároveň je neuvěřitelně motivující, že se něco takového stalo,“ řekl Wenzel. „Dává mi to něco, co podle mě ovlivní společnost, bude mít skutečný dopad a vyvolá změnu... má to potenciál změnit podobu medicíny.“

Výsledky práce jsou podrobně popsány v článku publikovaném v časopise Frontiers in Cellular Neuroscience.