Nowa metoda wytwarzania neuronów może prowadzić do leczenia choroby Parkinsona

Nowa metoda syntezy neuronów produkujących dopaminę, dominujący typ komórek mózgowych zniszczonych w chorobie Parkinsona, daje nadzieję na stworzenie terapii zastępowania komórek, które odwracają uszkodzenia.

Modernizacja mózgu: Ludzkie komórki wytwarzające dopaminę (zaznaczone na czerwono i zielono) przeżywają i funkcjonują po przeszczepieniu do mózgu szczura z uszkodzeniem mózgu przypominającym chorobę Parkinsona.

Metoda zapewnia wydajny sposób tworzenia funkcjonalnych komórek. Po przeszczepieniu myszom i szczurom z uszkodzeniem mózgu i problemami ruchowymi podobnymi do choroby Parkinsona, komórki zintegrowały się z mózgiem i działały normalnie, odwracając problemy motoryczne zwierząt.

Odkrycie przybliża naukowców o krok do testowania terapii opartej na komórkach macierzystych u pacjentów z tym zaburzeniem. W końcu mamy komórkę, która wydaje się przetrwać i funkcjonować, oraz źródło komórkowe, które możemy łatwo powiększyć, mówi Lorenz Studer , naukowiec w Sloan Kettering Institute i starszy autor nowego badania. To napawa nas optymizmem, że może to być potencjalnie wykorzystane u pacjentów w przyszłości.

Badania podkreślają również wyzwania związane z generowaniem komórek do terapii zastępczej tkanek, pokazując, że subtelne różnice w sposobie tworzenia komórek mogą mieć ogromny wpływ na to, jak dobrze działają po wszczepieniu.

Wiele objawów choroby Parkinsona – w tym drżenie, sztywność mięśni i utrata równowagi – wiąże się z utratą dopaminy w mózgu. Chociaż istnieją leki zastępujące część utraconych substancji chemicznych, nie łagodzą one wszystkich objawów i mogą z czasem tracić skuteczność. Naukowcy mają nadzieję, że zastąpienie utraconych komórek nowymi, zapewni pełniejsze i bardziej długoterminowe rozwiązanie.

W nowym badaniu naukowcy zaczęli od ludzkich embrionalnych komórek macierzystych, które z definicji mogą różnicować się w dowolny typ komórek. Aby wytworzyć dużą liczbę komórek określonego typu, naukowcy wystawiają komórki macierzyste na działanie mieszanki substancji chemicznych, które naśladują to, czego doświadczają podczas normalnego rozwoju.

Podczas gdy badacze komórek macierzystych byli wcześniej w stanie stworzyć neurony produkujące dopaminę z ludzkich komórek macierzystych, komórki te niewiele zrobiły, aby złagodzić problemy z poruszaniem się u zwierząt skonstruowanych tak, aby naśladować objawy choroby Parkinsona. W 2009 roku Studer i inni opracowali metodę tworzenia komórek, która bardziej naśladuje sposób, w jaki powstają podczas rozwoju. Powstałe komórki niosą również więcej markerów molekularnych, które charakteryzują komórki produkujące dopaminę w mózgu.

W nowych badaniach, opublikowanych w niedzielę w czasopiśmie Natura Zespół Studera znalazł sposób na jeszcze wydajniejsze działanie tych komórek. Jest to istotne z punktu widzenia ostatecznego testowania terapii na ludziach; wiele metod wytwarzania określonych typów komórek jest złożonych i daje niewielkie ilości pożądanego produktu.

Mogliby zwiększyć skalę procesu, aby uzyskać wystarczającą ilość materiału do przeszczepienia małpom, których większe mózgi są bardziej podobne do ludzkich niż inne zwierzęta używane w testach.

Ponadto naukowcy wykazali, że przeszczepy komórek mogą naprawić problemy podobne do choroby Parkinsona u myszy i szczurów. Trzy różne testy funkcji motorycznych bardzo radykalnie poprawiły się po wprowadzeniu komórek, mówi Studer.

Podczas gdy dwie małpy biorące udział w badaniu miały również uszkodzenia mózgu przypominające chorobę Parkinsona, nie minęło wystarczająco dużo czasu, aby ustalić, czy przeszczepy pomogą, mówi Studer. Minęło pięć miesięcy od przeszczepu, aby komórki miały widoczny efekt u gryzoni.

Odkrycia pokazują wyzwania związane z opracowywaniem terapii opartych na żywych komórkach. Myślę, że wcześniej wiele osób myślało o terapii komórkowej [w chorobie Parkinsona] jako o pompie biologicznej produkującej dopaminę, mówi Ole Isacson , neurolog z Harvard Medical School. Ale w rzeczywistości wymaga to bardzo specyficznej wymiany komórek nerwowych. Jeśli nie masz określonego protokołu różnicowania, nie uzyskasz przywrócenia funkcji w modelach gryzoni. Isacson nie był zaangażowany w badania, ale współpracował ze Studerem przy innych projektach.

W tych eksperymentach naukowcy wykorzystywali głównie embrionalne komórki macierzyste, ponieważ tkanka uzyskana z tych komórek jest już wykorzystywana w badaniach na ludziach w leczeniu urazów rdzenia kręgowego i niektórych rodzajów ślepoty. Wykazali również, że protokół działa na indukowanych pluripotencjalnych komórkach macierzystych (iPS), które pochodzą z dorosłych komórek, które są przywracane do stanu embrionalnego za pomocą kombinacji czynników genetycznych lub chemicznych. Komórki iPS są genetycznie dopasowane do dawcy komórki i mogą ostatecznie stanowić preferowane źródło tkanki do terapii. Jednak te komórki są dalej od testów na ludziach, ponieważ są znacznie mniej zbadane niż komórki embrionalne.

Zespół Studera planuje teraz produkcję komórek na jeszcze większą skalę w obiekcie, który spełnia warunki określone przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków dla terapii u ludzi. Musimy być w stanie wytworzyć wystarczającą ilość komórek do przeszczepienia 100 pacjentów, mówi Studer. Przewiduje, że zajmie to rok lub dwa, po czym nastąpią szeroko zakrojone testy bezpieczeństwa, aby upewnić się, że zróżnicowane komórki nie będą zachowywać się w nieoczekiwany sposób po wszczepieniu.

ukryć