Jauns pētījums liecina, ka "mini smadzenes" varētu paātrināt Alcheimera slimības ārstēšanas metožu izstrādi.

Izmantojot inovatīvu jaunu metodi, Saskačevanas Universitātes (USask) pētnieks no cilmes šūnām veido miniatūrus pseidoorgānus, lai diagnosticētu un ārstētu Alcheimera slimību.

Kad Dr. Tailers Venzels, Ph.D., pirmo reizi izdomāja ideju izveidot miniatūras smadzenes no cilmes šūnām, viņam nebija ne jausmas, cik veiksmīgi būs viņa radītie risinājumi. Tagad Venzela "mini smadzenes" varētu revolucionizēt Alcheimera slimības un citu smadzeņu slimību diagnostiku un ārstēšanu.

"Nekad pat savos trakākajos sapņos nebūtu domājuši, ka mūsu trakā ideja darbosies," viņš teica. "Šīs [mini smadzenes] varētu tikt izmantotas kā diagnostikas rīks, kas izgatavots no asinīm."

Venzels, Medicīnas koledžas Psihiatrijas katedras pēcdotorantūras stipendiāts, Dr. Darela Musso vadībā izstrādāja "mini smadzeņu" ideju jeb, formālāk, unikālu smadzeņu organoīda modeli.

Cilvēka cilmes šūnas var manipulēt, lai tās kļūtu par gandrīz jebkuru citu šūnu organismā. Izmantojot no cilvēka asinīm iegūtas cilmes šūnas, Venzelam izdevās izveidot miniatūru mākslīgu orgānu — aptuveni trīs milimetru lielu, vizuāli atgādinot košļājamās gumijas gabaliņu, ko kāds ir mēģinājis atkal izlīdzināt.

Šīs "mini smadzenes" tiek izveidotas, no asins parauga izveidojot cilmes šūnas un pēc tam pārveidojot šīs cilmes šūnas funkcionējošās smadzeņu šūnās. Mazu sintētisku organoīdu izmantošana pētniecībai nav jauns koncepts, taču Vencela laboratorijā izstrādātās "mini smadzenes" ir unikālas. Kā aprakstīts Vencela rakstā žurnālā "Frontiers of Cellular Neuroscience", smadzenes viņa laboratorijā sastāv no četriem dažādiem smadzeņu šūnu veidiem, savukārt lielāko daļu smadzeņu organoīdu veido tikai neironi.

Testēšanas laikā Venzela "mini smadzenes" precīzāk atspoguļo pieauguša cilvēka smadzenes, ļaujot veikt detalizētākus pieaugušo neiroloģisku stāvokļu, piemēram, Alcheimera slimības, pētījumus.

Un attiecībā uz tām "mini smadzenēm", kas izveidotas no Alcheimera slimības pacientu cilmes šūnām, Venzels atklāja, ka mākslīgajam orgānam piemīt Alcheimera slimības patoloģija, tikai mazākā mērogā.

"Ja cilmes šūnas var kļūt par jebkuru šūnu cilvēka ķermenī, radās jautājums: "Vai mēs varam radīt kaut ko tādu, kas atgādina veselu orgānu?"" sacīja Venzels. "Izstrādājot šo risinājumu, man radās šī trakā ideja, ka, ja tās patiešām būtu cilvēka smadzenes, ja pacientam būtu tāda slimība kā Alcheimera slimība, un mēs izaudzētu "mini smadzenes", tad teorētiski šīm mazajām smadzenēm būtu Alcheimera slimība."

Venzels atzīmēja, ka šai tehnoloģijai ir potenciāls mainīt veidu, kā veselības aprūpe tiek sniegta cilvēkiem ar Alcheimera slimību, īpaši lauku un attālos rajonos. Šis novatoriskais pētījums jau ir saņēmis atbalstu no Kanādas Alcheimera biedrības.

Ja Venzels un viņa kolēģi varētu izveidot uzticamu veidu, kā diagnosticēt un ārstēt neiroloģiskas slimības, piemēram, Alcheimera slimību, izmantojot tikai nelielu asins paraugu, kam ir relatīvi ilgs glabāšanas laiks un ko var piegādāt ar kurjeru, nevis pieprasīt pacientiem doties uz slimnīcām vai specializētām klīnikām, tas varētu ievērojami ietaupīt veselības aprūpes resursus un samazināt pacientu slogu.

"Teorētiski, ja šis rīks darbojas tā, kā mēs domājam, mēs varētu vienkārši nosūtīt asins paraugu no La Loche vai La Ronge uz universitāti un noteikt diagnozi šādā veidā," viņš teica.

Sākotnējais "mini smadzeņu" koncepcijas pierādījums ir bijis ārkārtīgi iepriecinošs, kas nozīmē, ka Venzela nākamais solis ir paplašināt testēšanu, iekļaujot lielāku pacientu grupu.

Pētnieki ir ieinteresēti arī paplašināt savu mini smadzeņu pētījumu tvērumu. Ja viņi var apstiprināt, ka mini smadzenes precīzi atspoguļo citas smadzeņu slimības vai neiroloģiskus stāvokļus, tās varētu izmantot, lai paātrinātu diagnostiku vai pārbaudītu zāļu efektivitāti pacientiem, sacīja Venzels.

Kā piemēru Venzels minēja ilgo gaidīšanas laiku, lai apmeklētu psihiatru Saskačevanā. Ja "mini smadzenes" varētu izmantot, lai pārbaudītu, kurš antidepresants vislabāk iedarbojas depresijas skartam pacientam, tas varētu ievērojami samazināt laiku, kas nepieciešams, lai apmeklētu ārstu un saņemtu recepti.

“Mini smadzenes” Petri trauciņā — kad organoīdi ir izveidoti no Alcheimera slimības pacientu cilmes šūnām, tie uzrāda Alcheimera slimības patoloģiju, tikai mazākā mērogā. Attēla autors: USask/David Stobbe.

Bijušais vidusskolas dabaszinību skolotājs, kurš pievērsās pētniecības un akadēmiskajai videi, Venzels teica, ka tieši "pētījuma būtība" — hipotēzes izvirzīšana un tuvošanās tās pārbaudei eksperimentā — viņu sajūsmina savā darbā.

Sākotnējo "mini-smadzeņu" satriecošie panākumi bija tik pārsteidzoši, ka Venzels atzina, ka joprojām nespēj tos pilnībā izprast.

"Es joprojām neticu, bet tas ir arī neticami motivējoši, ka kaut kas tāds ir noticis," sacīja Venzels. "Tas man dod kaut ko tādu, kas, manuprāt, ietekmēs sabiedrību, radīs reālas pārmaiņas un pārmaiņas... tam ir potenciāls mainīt medicīnas ainavu."

Darba rezultāti ir detalizēti aprakstīti rakstā, kas publicēts žurnālā Frontiers in Cellular Neuroscience.