Naučnici razvili gel koji pretvara ćelije mozga u neurone i mogao bi pomoći u liječenju Alzheimerove bolesti

Laboratorijska studija objavljena 26. avgusta u časopisu Cell Biomaterials opisuje novi pristup koji bi jednog dana mogao pomoći u obnovi neurona izgubljenih usljed bolesti poput Alzheimera. Odrasli mozak ima ograničenu sposobnost stvaranja novih neurona, a još manju mogućnost zamjene onih koji propadnu zbog neurodegenerativnih oboljenja.

Jedan od autora studije, farmaceutski istraživač Peisheng Xu sa Univerziteta Južne Karoline, zajedno sa svojim timom usmjerio se na astrocite — brojne, zvjezdolike ćelije u mozgu koje štite i podržavaju rad neurona. Za razvoj astrocita ključan je protein PTBP1, a ranije studije su sugerisale da bi uklanjanje tog proteina moglo dovesti do pretvaranja astrocita u neurone. Međutim, kasniji eksperimenti doveli su te rezultate u pitanje jer novonastali neuroni nisu mogli biti pouzdano praćeni do astrocita.

Gel koji prolazi krvno-moždanu barijeru

Xu i njegov tim koristili su tehniku pod nazivom Nano-Eraser za uklanjanje proteina PTBP1 iz astrocita bez ikakve genetske modifikacije. Antitijelo koje cilja PTBP1 upakovano je u polimerni gel koji omogućava prolaz kroz krvno-moždanu barijeru — zaštitni mehanizam koji sprečava mnoge supstance iz krvotoka da uđu u mozak. Kada antitijelo dospe do astrocita, veže se za PTBP1 i pokreće unutrašnje mehanizme ćelije da razgrade protein.

Christiane Wrann, neuroznanstvenica s Harvard Medical School koja nije učestvovala u studiji, ocijenila je pristup kao „prilično zanimljiv i inovativan", posebno ističući sposobnost gela da prođe krvno-moždanu barijeru, što je bitno za razvoj terapija za mozak.

Rezultati u laboratoriju i na miševima

Istraživači su gel prvo testirali na ljudskim astrocitima uzgojenim u laboratorijskim posudama. Tokom nekoliko dana, astrociti izloženi gelu izgubili su svoj karakteristični zvjezdoliki oblik i počeli formirati aksone — nastavke putem kojih neuroni šalju poruke. Proteini koji se tipično nalaze u neuronima postali su zastupljeniji, a ćelije su pokazale električnu aktivnost koja potvrđuje da funkcionišu slično neuronima i mogu se sinhrono aktivirati. Slični rezultati zabilježeni su i na miniaturnim modelima mozga.

Tim je zatim gel testirao na miševima s modelom Alzheimerove bolesti, kod kojih su bili prisutni gubitak neurona, opadanje kognitivnih funkcija i karakteristične nakupine proteina u mozgu. Miševi su dobili dvije intravenske doze gela u razmaku od osam dana. Tokom naredne četiri sedmice, testovi ponašanja pokazali su poboljšanje memorije kod tretiranih miševa, koji su također gradili bolja gnijezda od netretiranih — što ukazuje na poboljšanje bihejvioralnih funkcija. Pregled mozgova tretiranih miševa pokazao je povećanu gustoću neurona i smanjene nivoe upalnih molekula.

Potrebna dalja istraživanja

Xu je naglasio da, iako eksperimenti u laboratorijskim posudama ukazuju na konverziju astrocita u neurone, taj nalaz još nije potvrđen kod živih miševa. Gustoća neurona kod tretiranih miševa jeste porasla, ali istraživači ne mogu isključiti mogućnost da su se i neke druge neuralne matične ćelije pretvorile u neurone. Wrann se složila da bi bili potrebni dodatni eksperimenti kako bi se utvrdilo da li su se konkretni astrociti u mozgu miša zaista pretvorili u neurone, te da je potrebno još mnogo istraživanja.