Studiu. Obținerea de neuroni funcționali din astrocite printr-o combinație de patru molecule, o soluție terapeutică pentru multiple boli neurologice
O combinație de trei sau patru molecule mici a fost eficientă în a determina conversia chimică a astrocitelor fetale umane în neuroni, prin modularea căilor Notch/GSK-3/TGF-β/BMP, arată un nou studiu publicat în Stem Cell Reports.
„Am demonstrat că modularea a trei sau patru căi de semnalizare, printre care Notch, kinaza glicogen sintetază 3 (GSK-3), factorul transformator de creștere beta (TGF- β), proteina morfogenică osoasă (BMP), este suficientă pentru a schimba un astrocit într-un neuron. Noii neuroni pot supraviețui mai mult de 7 luni în cultură, transmite potențiale de acțiune repetate și genera potențiale sinaptice robuste”- declară autorii studiului.
Sub coordonarea dr. Gong Chen, profesor de biologie la Universitatea Penn State, SUA, echipa de cercetători a dezvoltat un cocktail chimic. Administrarea acestuia in vivo, intracranian sau intraperitoneal, a dus la creșterea semnificativă a neurogenezei hipocampice la șoareci adulți.
„Am identificat cea mai eficientă formulă dintre sutele de combinații testate. Folosind patru molecule care modulează patru sisteme de semnalizare critice ale astrocitelor umane, le putem transforma eficient (până la 70% dintre acestea) în neuroni funcționali”- declară Jiu-Chao, doctorant în biologie al Penn State University.
Se pot folosi și doar trei molecule, dar cu prețul scăderii ratei de conversie la 20%.
Care sunt posibilele aplicații?
„Cel mai semnificativ avantaj al noii abordări este posibilitatea distribuirii la scară largă a unei pastile care să conțină moleculele mici, chiar și în zone rurale fără un sistem spitalicesc avansat. Visul meu este să dezvoltăm un sistem de livrare simplu, ca o pastilă, care să ajute pacienții din toată lumea, cu accident vascular cerebral sau cu boală Alzheimer, să regenereze neuroni și să își recapate capacitatea de învățare și memorare pierdute”- dr. Chen.
Autorii recunosc că trebuie rezolvate multe probleme tehnice până când va putea fi creat un medicament folosind moleculele mici. De asemenea este necesară cercetarea potenţialelor reacții adverse pentru a dezvolta un medicament cât mai sigur. Totuși, cercetătorii sunt încrezători asupra implicațiilor clinice potențiale ale descoperii acestora, în tratamentul bolilor neurologice.
Dacă neuronii ar putea fi înlocuiți, deficitele neuronale determinate de condiții precum boala Alzheimer, accidente vasculare cerebrale sau traume cerebrale, ar putea fi recuperate. Din nefericire majoritatea neuronilor nu se divid, deci noii neuroni necesari trebuie să aibă altă sursă. O potențială sursă este reprezentată de astrocite – celule de suport ale neuronului, care își cresc numărul după leziuni cerebrale. În prezent, reprogramarea acestora pentru a le transforma în neuroni este una laborioasă și scumpă. Terapia genică implică livrarea genelor în organismul uman cu ajutorul particulelor virale, la costuri de până la jumătate de milion de dolari per pacient. Tehnicile chimice ar putea oferi o soluție mai ușor de implementat, la un cost mai mic.
Citește și:
- Inovațiile care au schimbat perspectiva tratamentului în bolile neurologice
- STUDIU. Declinul cognitiv din boala Alzheimer ar putea fi reversibil prin abordare epigenetică
- #AHA18. Beneficiile unei intervenții de implementare a managementului adecvat al accidentului vascular cerebral
Sursă imagine feature: H. Braun, LSM Bioanalytik GmbH, Magdeburg, Germany.