Nová studie demonstruje „minimozky“, které by mohly urychlit vývoj léčby Alzheimerovy choroby

Pomocí nové inovativní metody vytváří výzkumník z University of Saskatchewan (USA) miniaturní pseudoorgány z kmenových buněk k diagnostice a léčbě Alzheimerovy choroby.

Když Dr. Tyler Wenzel (Ph.D.) poprvé přišel s nápadem vytvořit miniaturní mozek z kmenových buněk, netušil, jak úspěšné budou jeho výtvory. Wenzelův „minimozek“ by nyní mohl způsobit revoluci ve způsobu diagnostiky a léčby Alzheimerovy a dalších onemocnění mozku.

"Ani v našich nejdivočejších snech jsme si nemysleli, že náš bláznivý nápad bude fungovat," řekl. "Tyto [minimozky] lze použít jako diagnostický nástroj vytvořený z krve."

Wenzel, postdoktorand na Psychiatrické klinice College of Medicine, vyvinul myšlenku „minimozku“ – nebo, formálněji, jedinečného modelu mozkových organoidů – pod vedením Dr. Darrella Musso, Ph. D.

Lidské kmenové buňky lze upravit tak, aby se staly téměř jakoukoli jinou buňkou v těle. Pomocí kmenových buněk odebraných z lidské krve se Wenzelovi podařilo vytvořit miniaturní umělý orgán – velký asi tři milimetry, který vizuálně připomíná kousek žvýkačky, kterou se někdo pokusil znovu vyhladit.

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

Při testování Wenzelovy „minimozky“ přesněji odrážejí mozek dospělého člověka, což umožňuje podrobnější studie neurologických stavů u dospělých pacientů, jako je Alzheimerova choroba.

A u těch „minimozků“ vytvořených z kmenových buněk lidí s Alzheimerovou chorobou Wenzel zjistil, že umělý orgán vykazuje Alzheimerovu patologii – jen v menším měřítku.

"Pokud se kmenové buňky mohou stát jakoukoli buňkou v lidském těle, pak otázka zní: 'Můžeme vytvořit něco, co se podobá celému orgánu?'," řekl Wenzel. "Když jsme to vyvíjeli, měl jsem takovou bláznivou myšlenku, že pokud by to byly skutečně lidské mozky, kdyby pacient měl nemoc jako Alzheimerova choroba a vypěstovali jsme mu "mini mozek", teoreticky by ten malý mozek měl Alzheimerovu chorobu.".

Wenzel poznamenal, že tato technologie má potenciál změnit způsob, jakým je poskytována zdravotní péče lidem s Alzheimerovou chorobou, zejména ve venkovských a odlehlých komunitách. Tento převratný výzkum již získal podporu od Alzheimer Society of Canada.

Pokud Wenzel a jeho kolegové dokážou vytvořit spolehlivý způsob diagnostiky a léčby neurologických onemocnění, jako je Alzheimerova choroba, pouze pomocí malého vzorku krve – který má relativně dlouhou trvanlivost a lze jej poslat kurýrem – namísto toho, aby pacienti museli cestovat nemocnice nebo specializované kliniky, může to výrazně ušetřit zdroje zdravotní péče a snížit zátěž pacientů.

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

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

Výzkumníci mají také zájem rozšířit rozsah výzkumu „minimozků“. Pokud dokážou potvrdit, že „minimozky“ přesně odrážejí jiné mozkové choroby nebo neurologické stavy, řekl Wenzel, mohly by být použity k urychlení diagnózy nebo testování účinnosti léků u pacientů.

Jako příklad Wenzel poukázal na dlouhé čekací doby na návštěvu psychiatra v Saskatchewanu. Pokud by se daly „minimozky“ použít k testování toho, které antidepresivum na pacienta s depresí funguje nejlépe, mohlo by to výrazně zkrátit dobu návštěvy lékaře a získání předpisu.

„Minimozky“ v Petriho misce – když jsou organoidy vytvořeny z kmenových buněk lidí s Alzheimerovou chorobou, vykazují Alzheimerovu patologii, pouze v menším měřítku. Kredit: USask/David Stobbe.

Wenzel, bývalý středoškolský učitel přírodních věd, který se přestěhoval do světa výzkumu a akademické sféry, řekl, že to, co ho na jeho práci vzrušuje, jsou „zásady výzkumu“ – přijít s hypotézou a přiblížit se jejímu testování v experimentu..

Ohromující úspěch počátečních „minimozků“ byl tak ohromující, že Wenzel přiznal, že si z toho stále nemůže úplně zamotat hlavu.

"Stále tomu nevěřím, ale je také neuvěřitelně motivující, že se něco takového stalo," řekl Wenzel. "Dává mi to něco, o čem si myslím, že ovlivní společnost a přinese skutečný rozdíl a vytvoří změnu... Má to potenciál změnit krajinu medicíny."

Zjištění jsou podrobně popsána v článku publikovaném v časopise Frontiers in Cellular Neuroscience.