Lihtne ravimivalem regenereerib ajurakke
Teadlased on astunud sammu edasi tableti otsimisel, mis suudaks taastada insuldi, ajukahjustuse ja Alzheimeri tõve tõttu kaotatud ajufunktsiooni.
State College'i Pennsylvania osariigi ülikooli (Penn State) teadlased muutsid gliiarakud toimivateks neuroniteks, kasutades selleks ainult nelja väikese molekuli kombinatsiooni.
Gliaalrakud võivad muu hulgas toetada ja kaitsta neuroneid, mis on rakud, mis täidavad aju vaimseid funktsioone.
Uues õppekirjanduses, mis nüüd ajakirjas ilmub Tüvirakkude aruandedkirjeldavad teadlased, kuidas nende muundatud neuronid elasid laborikultuurides üle 7 kuu.
Uued neuronid näitasid ka võimet töötada nagu tavalised ajurakud. Nad moodustasid võrgud ja suhtlesid omavahel nii elektriliste kui keemiliste signaalide abil.
Gliiarakud vohavad pärast vigastusi
Vanemuuringu autor Gong Chen, kes on Penn State'i bioloogiaprofessor, selgitab, et neuronid ei taastu, kui ajukude kahjustub.
"Seevastu," lisab ta, "kahjustatud ajukoe ümber kogunevad gliiarakud võivad pärast ajukahjustust vohada."
Oma uurimustöös selgitab ta ja tema meeskond, kuidas gliiarakud moodustavad armid, mis kaitsevad neuroneid edasiste vigastuste eest.
Kuid pideva kohaloleku tõttu blokeerivad gliaarmid ka uute neuronite kasvu ja signaalide edastamist nende vahel.
Varasemad katsed neuronite taastumist taastada gliaarmide eemaldamisega on olnud "piiratud eduga", märgivad uuringu autorid.
Prof Chen usub, et "parim viis kaotatud neuronite funktsioonide taastamiseks" on surnud neuronite läheduses paiknevatest gliiarakkudest uute neuronite loomine.
Astrotsüütide ümberprogrammeerimine neuroniteks
Varasemas töös oli prof Chen ja tema meeskond näidanud, et teatud tüüpi gliaalrakke, mida nimetatakse astrotsüütideks, on võimalik keemiliselt ümber programmeerida neuroniteks, kasutades üheksa väikest molekuli teatud järjestuses. Kui nad uurisid, kuidas meetodit laborist kliinikusse tõlkida, mõistsid nad, et see on liiga keeruline.
Niisiis oli uue uuringu eesmärk leida väiksem kombinatsioon molekulidest, mis suudaksid astrotsüüdid funktsionaalseteks neuroniteks ümber programmeerida lihtsamalt.
Teadlased testisid sadu kombinatsioone, kuni nad leidsid tõhusa valemi, mis sisaldas "nelja põhiravimit".
"Kasutades nelja molekuli," selgitab esimese uuringu autor Jiu-Chao Yin, kes on Penn State'i bioloogia eriala üliõpilane. - funktsionaalseteks neuroniteks. "
Meeskond testis ka ühe valemi neljast molekulist kukutamise mõju. Ükski kolme ravimi valem ei olnud siiski sama efektiivne kui nelja ravimi versioon. Tegelikult oli parim kolme ravimi kombinatsioon 20 protsenti vähem efektiivne kui nelja ravimiga.
Ainult ühe molekuli kasutamine ei olnud astrotsüütide neuroniteks muundamiseks piisav.
Lihtne alternatiiv geeniteraapiale
Prof Chen ja tema kolleegid on juba mõnda aega tegelenud neuronite taastamisega. Enne keemilise ümberprogrammeerimise juurde asumist olid nad katsetanud geeniteraapiat.
Kuid nad jõudsid järeldusele, et geeniteraapia lähenemine, mis võib maksta umbes 500 000 dollarit inimese kohta, oleks liiga kallis. Lisaks vajab geeniteraapia edastamine keerukaid, arenenud tehnikaid ja asjatundlikkust.
Prof Chen selgitab, et keemilise programmeerimise lähenemisviisi peamine eelis on see, et "väikseid molekule sisaldavaid tablette võiks maailmas laialdaselt levitada, jõudes isegi maapiirkondadesse ilma arenenud haiglasüsteemideta".
Samuti leidis ta ja tema meeskond, et nelja ravimi süstimine täiskasvanud hiirtele suurendas uute ajurakkude teket hipokampuses, mis on ajupiirkond, millel on mälus roll.
Ees ootab veel palju tööd
Uuringu autorid rõhutavad, et leiud on vaid üks samm edasi neuronite regenereerimise suunas pillides. Õige valemi väljatöötamisel on veel palju tööd, eriti mis puudutab väikeste molekulide "pakendamist ja kohaletoimetamist".
Lisaks nende tõhususe kinnitamisele peavad teadlased uurima ka ravimite kõrvaltoimeid ja ohutust.
Nad on siiski kindlad, et nende uus nelja ravimi valem realiseerib ühel päeval oma potentsiaali otsese ravina inimestele, kes kaotavad neuronifunktsiooni ajukahjustuse, insuldi ja neurodegeneratiivsete seisundite, näiteks Alzheimeri tõve tõttu.
"Minu peamine unistus on välja töötada lihtne ravimi manustamise süsteem, näiteks pill, mis aitab insuldil ja Alzheimeri tõvega patsientidel kogu maailmas uusi neuroneid taastada ning kaotatud õppe- ja mäluvõimeid taastada."
Prof Gong Chen
