Мозъчните органоиди са насочени към рядко неврологично заболяване
Учените са разработили потенциална терапия за рядко неврологично заболяване, използвайки мозъчна тъкан, получена от човешки стволови клетки, което поражда надежди, че така наречената органоидна технология може да се насочи към други нелечими състояния.
Изследователи от Станфордския университет промениха ефекта на ген, за да го спрат да причинява синдрома на Тимъти, чиито симптоми включват животозастрашаващи сърдечни дефекти, аутизъм и епилепсия.
Резултатите обещават да стимулират дългогодишните усилия за намиране лечение на други инвалидизиращи мозъчни състояния като епилепсия и шизофрения.
„Това е нова парадигма за това как да разберем тези състояния и да разработим лекарства“, каза Sergiu Pașca, ръководител на проекта и професор по психиатрия и поведенчески науки в Станфорд. „Това отваря възможността за тестване на други разстройства по много подобен начин.“
Изследователите са трансплантирали така наречените мозъчни органоиди, получени от стволови клетки на страдащи от синдром на Тимъти, в мозъците на млади плъхове, според резултатите, публикувани в Nature в сряда. С узряването на гризачите органоидите растат и се интегрират в мозъците им.
След това учените се насочиха към действието на ген, известен като CACNA1C, който причинява мутация, основна за синдрома на Тимъти. Генът кодира протеиновите градивни елементи на канал, през който калциевите метални йони протичат вътре в нервните клетки. Чрез въвеждане на къси нишки от нуклеинови киселини, изследователите успешно манипулират CACNA1C, за да произведат форма на калциевия канал, свободен от мутацията.
Сега изследователите се стремят да наемат страдащи от синдрома на Тимъти за изпитание на кандидата за терапия, каза Пашка. Състоянието се смята за много рядко състояние, като само няколко десетки случая са докладвани по целия свят.
Технологията за мозъчни органоиди е мощна, защото е триизмерна и позволява на биологичните клетки да взаимодействат със заобикалящата ги среда в живите организми . Техниката предлага по-добра визуализация на мозъчните структури, отколкото 2D модели, които нямат сензорен вход — ключов фактор за обучението на мозъка.
Последното проучване на Nature беше „страхотна демонстрация на силата на органоидите не само за моделиране на човешки заболявания, но дори и за разработване на ефективни терапии“, каза професор Маделин Ланкастър, водещ изследовател в областта на органоидите.
p>
„Тъй като органоидите могат да бъдат направени от човешки клетки, те могат да моделират аспекти на човешката биология, които не могат да бъдат уловени при тестове върху животни“, каза Ланкастър, ръководител на групата в Лабораторията по молекулярна биология към Съвета за медицински изследвания на Обединеното кралство, който не беше участващи в изследването. „Следователно те предлагат допълнителен подход към съществуващите инструменти и осигуряват увереност, че дадена терапия . . . ще работи в човешкия контекст.“
Проучването на Nature вероятно ще бъде първото от многото, които използват органоиди за генериране на по-прецизни лекарства, добави Ланкастър, който през 2011 г. създаде първия в света мозъчен органоид.
С клинични изпитвания на потенциални лечения за състояния на нервната система, страдащи от висок процент на неуспех, органоидите могат да играят особено важна роля в откриването на лекарства. Те биха могли да предложат форма на сортиране, за да гарантират, че само най-добрите кандидати отиват напред за тестове при хора.
„Разработването на модели, които могат по-добре да възпроизвеждат човешки заболявания и точно да предскажат човешките реакции, обещава да подобри резултатите от програми за разработване на лекарства“, каза Силвия Веласко, доцент по невробиология на развитието в австралийския Мърдок детски изследователски институт, в коментар, публикуван също в Nature.
„Както показва настоящото проучване, моделите, базирани на стволови клетки, са много подходящи за валидиране на целеви лекарства и за скрининг и оптимизиране на кандидати за лекарства.“
