Cercetători de la Colegiul de Medicină Veterinară al Universității Purdue dezvoltă un nou model creier uman pentru a studia boala Alzheimer. Dr. Ranjie Xu, profesor asistent în Departamentul de Științe Medicale de Bază și membru al Institutului Purdue pentru Neuroștiință Integrativă, a creat un model tridimensional de mini-creier uman cu scopul de a înțelege mai bine progresia bolii și de a testa noi tratamente.

În primăvara acestui an, echipa sa a publicat un articol despre aceste descoperiri în revista Molecular Psychiatry.

Instrumentul dezvoltat de echipă este un organoid, o masă de celule crescută artificial din celule stem pluripotente umane, care imită funcțiile unui organ, în acest caz creierul. Aceste modele sunt cunoscute și ca „mini-creiere” sau „creier pe un cip” și sunt concepute pentru a reproduce structura și funcția creierului la scară mică.

Modelul a fost creat special pentru a studia forma sporadică a bolii Alzheimer (sAD), care reprezintă peste 95% din cazuri și nu are o cauză genetică clară. Majoritatea instrumentelor de cercetare existente sunt bazate pe forma familială a bolii, mult mai rară și moștenită.

„Boala Alzheimer sporadică nu are o cauză clară. Nu există mutații genetice specifice,” a declarat Dr. Xu. „Este foarte dificil să obții un model pentru sAD. Asta am vrut să facem în acest studiu.”

Modelul include patru tipuri principale de celule cerebrale afectate de boală: neuroni, astrocite, microglie și celule vasculare. Combinarea acestor tipuri de celule într-un singur model tridimensional poate oferi o imagine mai clară asupra modului în care Alzheimer afectează creierul.

„Este foarte greu pentru un singur organoid să încorporeze mai multe tipuri celulare și să reproducă în același timp patologiile asociate cu Alzheimer,” a explicat Yanru Ji, doctorandă și autoare principală a studiului. „Asta am făcut aici, am încorporat toate cele patru tipuri de celule. Acest lucru ne ajută să imităm mai bine mediul cerebral.”

Ji a menționat că a fost atrasă de complexitatea și necunoscutele legate de Alzheimer, precum și de posibilitatea de a participa la cercetările desfășurate în laboratorul Dr. Xu.

Pentru a testa modelul, cercetătorii l-au expus la extracte cerebrale provenite din țesuturi post-mortem ale unor persoane cu Alzheimer sporadic. În decurs de patru săptămâni, modelul a prezentat caracteristici definitorii ale bolii, inclusiv acumulări de beta-amiloid, încurcături de proteine tau, inflamație cerebrală, pierdere de conexiuni sinaptice și activitate neuronală afectată.

Primește ultimele noutăți veterinare

Abonează-te la newsletterul săptămânal Veterinarul.ro

În fiecare luni îți trimitem pe e-mail cele mai importante știri și articole din domeniul veterinar.

Mă Abonez

Rezultatele rapide și clare sugerează că acest model ar putea fi util pentru studierea bolii. Ji a precizat că, deși un timp mai lung de cultură ar reflecta mai bine procesul de îmbătrânire, au reușit să inducă o patologie complexă într-un interval scurt de timp.

Modelul a fost testat și pentru validarea unor medicamente aflate în dezvoltare, printre care și lecanemab, un tratament aprobat de FDA și disponibil pe piață. Lecanemab acționează asupra proteinelor beta-amiloid, considerate responsabile pentru deteriorarea celulelor cerebrale. Medicamentul a redus nivelurile de amiloid în model, dar a crescut și inflamația vasculară, reacție similară cu cea observată la oameni.

„Asta a fost una dintre direcțiile pe care am vrut să le testăm cu acest model,” a spus Ji. „Ne dorim să construim un model uman, cu relevanță fiziologică, pentru testare.”

Modelul este în continuare perfecționat. Dr. Xu a depus o cerere de brevet prin intermediul Purdue Research Foundation.

Proiectul a beneficiat de sprijin financiar prin două granturi acordate de National Institutes of Health, un grant Showalter oferit de Biroul de Cercetare al Universității Purdue și fonduri din partea Institutului Purdue pentru Neuroștiință Integrativă. Colegiul de Medicină Veterinară și Departamentul de Științe Medicale de Bază au contribuit, de asemenea.

Cercetarea lui Dr. Xu are ca scop să reducă distanța dintre știința fundamentală și aplicarea clinică. El a afirmat că este recunoscător universității, colegiului, departamentului și institutului pentru susținerea acestui tip de cercetare care mută descoperirile din laborator către pacienți.

Pentru a sprijini activitatea în curs, departamentul va amenaja un nou spațiu de laborator. „Spațiul nostru de lucru este relativ limitat,” a spus Ji. O nouă sală pentru culturi celulare urmează să fie deschisă în această toamnă în Lynn Hall, aproape de laboratorul principal al Dr. Xu. Extinderea va permite echipei să desfășoare mai multe experimente și să abordeze proiecte mai ample.

Dr. Xu este în căutarea unui cercetător postdoctoral care să se alăture echipei sale. „Avem lucruri interesante în plan pentru viitor,” a declarat el. 

Sursa: purdue.edu