Un nou studiu demonstrează „mini-creiere” care ar putea accelera dezvoltarea tratamentelor pentru boala Alzheimer

Folosind o nouă metodă inovatoare, un cercetător de la Universitatea din Saskatchewan (USask) creează pseudo-organe în miniatură din celule stem pentru a diagnostica și trata boala Alzheimer.

Când Dr. Tyler Wenzel (Ph.D.) a venit pentru prima dată cu ideea de a crea un creier în miniatură din celule stem, nu avea idee cât de reușite vor avea creațiile sale. Acum, „mini-creierul” lui Wenzel ar putea revoluționa modul în care diagnosticăm și tratăm Alzheimer și alte boli ale creierului.

„Niciodată în cele mai nebunești vise ale noastre nu am crezut că ideea noastră nebună va funcționa”, a spus el. „Aceste [mini-creiere] pot fi folosite ca instrument de diagnostic creat din sânge.”

Wenzel, un bursier postdoctoral în cadrul Departamentului de Psihiatrie al Colegiului de Medicină, a dezvoltat ideea unui „mini-creier” – sau, mai formal, a unui model organoid cerebral unic – sub conducerea dr. Darrell Musso, Ph. D.

Celulele stem umane pot fi manipulate pentru a deveni aproape orice altă celulă din organism. Folosind celule stem prelevate din sângele uman, Wenzel a reușit să creeze un organ artificial în miniatură - aproximativ trei milimetri în dimensiune, care amintește vizual de o bucată de gumă de mestecat pe care cineva a încercat să o netezească din nou.

Aceste „mini-creiere” sunt create prin crearea de celule stem dintr-o probă de sânge și apoi convertirea acelor celule stem în celule cerebrale funcționale. Utilizarea organoizilor sintetici mici pentru cercetare nu este un concept nou, dar „mini-creierele” dezvoltate în laboratorul lui Wenzel sunt unice. După cum se subliniază în lucrarea lui Wenzel din revista Frontiers of Cellular Neuroscience, creierul din laboratorul său este compus din patru tipuri diferite de celule cerebrale, în timp ce majoritatea organelelor cerebrale sunt compuse doar din neuroni.

În testare, „mini-creierele” lui Wenzel reflectă mai precis creierul uman adult, permițând studii mai detaliate ale afecțiunilor neurologice la pacienții adulți, cum ar fi boala Alzheimer.

Și pentru acele „mini-creiere” create din celule stem de la persoane cu boala Alzheimer, Wenzel a stabilit că organul artificial prezintă patologia Alzheimer – doar la o scară mai mică.

„Dacă celulele stem pot deveni orice celulă din corpul uman, atunci întrebarea devine: „Putem crea ceva care să semene cu un întreg organ?””, a spus Wenzel. „În timp ce dezvoltam asta, am avut această idee nebună că, dacă acestea ar fi cu adevărat creiere umane, dacă un pacient ar avea o boală precum Alzheimer și i-am crescut un „minicreier”, atunci teoretic acel mic creier ar avea Alzheimer”..

Wenzel a remarcat că această tehnologie are potențialul de a schimba modul în care asistența medicală este oferită persoanelor cu boala Alzheimer, în special în comunitățile rurale și îndepărtate. Această cercetare revoluționară a primit deja sprijin din partea Societății Alzheimer din Canada.

Dacă Wenzel și colegii săi pot crea o modalitate fiabilă de diagnosticare și tratare a bolilor neurologice, cum ar fi Alzheimer, folosind doar o mică probă de sânge - care are o perioadă de valabilitate relativ lungă și poate fi trimisă prin curier - în loc să solicite pacienților să călătorească la spitale sau clinici specializate, acest lucru poate economisi semnificativ resursele de asistență medicală și poate reduce povara pacienților.

„Teoretic, dacă acest instrument funcționează așa cum credem noi, am putea pur și simplu să obținem o probă de sânge trimisă de la La Loche sau La Ronge la universitate și să vă diagnosticăm astfel”, a spus el.

Dovada inițială a conceptului pentru „mini-creiere” a fost extrem de încurajatoare – ceea ce înseamnă că următorul pas pentru Wenzel este extinderea testării la un grup mai mare de pacienți.

Cercetătorii sunt, de asemenea, interesați de extinderea domeniului de aplicare al cercetării „mini-creiere”. Dacă pot confirma că „mini-creierele” reflectă cu exactitate alte boli ale creierului sau afecțiuni neurologice, a spus Wenzel, ele ar putea fi folosite pentru a accelera diagnosticarea sau a testa eficacitatea medicamentelor la pacienți.

De exemplu, Wenzel a menționat timpii lungi de așteptare pentru a consulta un psihiatru în Saskatchewan. Dacă „mini-creierele” ar putea fi folosite pentru a testa ce medicament antidepresiv funcționează cel mai bine pentru un pacient deprimat, ar putea reduce semnificativ timpul necesar pentru a vizita un medic și a obține o rețetă.

„Mini-creiere” într-o cutie Petri - atunci când sunt create din celule stem de la persoane cu Alzheimer, organoizii prezintă patologia Alzheimer, doar la o scară mai mică. Credit: USask/David Stobbe.

Un fost profesor de științe de liceu care s-a mutat în lumea cercetării și a universității, Wenzel a spus că „elementele esențiale ale cercetării” – venind cu o ipoteză și apropiindu-se de testarea ei într-un experiment – îl entuziasmează pentru munca sa..

Succesul uluitor al „mini-creierelor” inițiale a fost atât de uimitor, încât Wenzel a recunoscut că încă nu poate să-și acopere capul.

„Sunt încă neîncrezător, dar este, de asemenea, incredibil de motivant faptul că s-a întâmplat așa ceva”, a spus Wenzel. „Acest lucru îmi oferă ceva care cred că va avea un impact asupra societății și va face o diferență reală și va crea schimbare... Are potențialul de a schimba peisajul medicinei.”

Descoperirile sunt detaliate într-o lucrare publicată în jurnalul Frontiers in Cellular Neuroscience.