Oamenii de știință au dezvoltat o metodă revoluționară de administrare a proteinelor terapeutice direct în creier, folosind microglia umană modificată genetic. Această abordare inovatoare promite să schimbe radical tratamentul bolii Alzheimer și al altor afecțiuni neurologice, asigurând o administrare precisă și eficientă a substanțelor terapeutice direct în regiunile afectate ale creierului.
Metoda inovatoare pentru administrarea proteinelor terapeutice în creier a fost prezentată de o echipă de cercetători de la University of California, Irvine, inormează News.ro.
Prin modificarea genetică a unor celule imune umane numite microglia, cercetătorii au creat „vehicule de transport celular” vii, capabile să răspundă patologiei cerebrale și să elibereze țintit medicamentele, în zonele din creier unde este necesar.
Studiul, finanțat de National Institutes of Health (NIH) din Statele Unite și publicat recent în revista Cell Stem Cell, demonstrează pentru prima dată că microglia derivată din celule stem pluripotente induse (iPSC) poate fi programată genetic să detecteze modificările specifice din creierul bolnav - cum ar fi plăcile beta-amiloide întâlnite în Alzheimer - și apoi să răspundă la această patologie prin eliberarea selectivă (țintită) de enzime care ajută la descompunerea proteinelor toxice.
În urma acestui tratament, celulele au reușit să reducă inflamația, să protejeze neuronii și conexiunile sinaptice și să inverseze alte semne caracteristice ale neurodegenerării la șoareci.
Pentru pacienții și familiile afectate de Alzheimer și de boli neurologice similare, această abordare oferă o perspectivă optimistă asupra unui viitor în care terapiile celulare bazate pe microglia ar putea neutraliza eficient și în condiții de siguranță efectele devastatoare ale neurodegenerării.
„Livrarea de proteine biologice în creier este de mult timp o provocare majoră din cauza barierei hematoencefalice”, a declarat Mathew Blurton-Jones, profesor de Neurobiologie și Comportament, coautor principal al studiului.
„Am dezvoltat un sistem viu, programabil, care rezolvă această problemă prin faptul că celulele se află deja în creier și răspund doar când și unde este nevoie”, a completat prof. Blurton-Jones.
Folosind editarea genică prin tehnologia CRISPR, echipa a modificat microglia umană pentru a produce neprilizina - o enzimă cunoscută pentru capacitatea sa de a degrada beta-amiloidul - sub controlul unui promotor care se activează doar în prezența plăcilor. Rezultatul a fost o terapie extrem de precisă și adaptată specific acestei patologii.
În modelele animale ale bolii Alzheimer, aceste microglii modificate genetic au redus acumularea de beta-amiloid, au protejat neuronii și sinapsele, au scăzut inflamația și chiar au redus un biomarker al leziunilor neuronale, prezent în sânge.
În mod remarcabil, cercetătorii au observat că implantarea localizată a celulelor microgliale a fost suficientă pentru a reduce nivelurile toxice de amiloid și alte modificări neuropatologice specifice bolii Alzheimer în întregul creier.
„Pentru că proteina terapeutică este produsă doar ca răspuns la prezența plăcilor amiloide, am descoperit că această abordare este extrem de țintită și, totodată, eficientă”, a adăugat Jean Paul Chadarevian, cercetător postdoctoral care a condus studiul.
Pe lângă Alzheimer, studiul a analizat și modul în care microglia umană reacționează în modele de cancer cerebral și scleroză multiplă.
În ambele cazuri, celulele modificate au adoptat profiluri unice de expresie genică – demonstrând, astfel, potențialul acestora de a fi personalizate pentru o gamă variată de boli ale sistemului nervos central.
Această cercetare deschide calea către o clasă complet nouă de terapii cerebrale, potrivit autorilor studiului.
„În locul medicamentelor sintetice sau al vectorilor virali, apelăm la celulele imune ale creierului ca vehicule precise de administrare a tratamentului”, spune Robert C. Spitale, profesor de Științe Farmaceutice.
Cercetătorii subliniază că mai sunt multe de realizat până la aplicarea acestei tehnologii în studii clinice pe oameni, inclusiv demonstrarea siguranței pe termen lung și dezvoltarea unor metode de producție la scară largă. Totuși, deoarece microglia provine din celule iPSC, există posibilitatea ca acestea să fie produse din propriile celule ale pacientului, diminuând riscul respingerii imunitare.
Studiul a fost realizat în colaborare de cercetători de la UC Irvine’s Department of Neurobiology & Behavior, Institute for Memory Impairments and Neurological Disorders și Sue and Bill Gross Stem Cell Research Center, fiind finanțat de NIH (National Institute of Aging), The California Institute for Regenerative Medicine și Cure Alzheimer’s Fund.
