Stwardnienie rozsiane: „Mózgi” z probówek przyspieszają rozwój leków

Wyobraź sobie posiadanie swoistego „modelu” ludzkiego mózgu, dzięki któremu mógłbyś dokładnie zbadać niektóre mechanizmy związane z powstawaniem chorób takich jak stwardnienie rozsiane. Grupie naukowców pod kierownictwem Simony Lange, badaczki z Centrum Innowacji Roche w Bazylei w Szwajcarii, udało się opracować coś podobnego, tworząc organoidy ludzkiego mózgu, które mogą naśladować i szczegółowo analizować mechanizmy wytwarzania i usuwania osłonki mielinowej chroniącej neurony. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Science Translational Medicine .

Odbudowa modelu ludzkiego mózgu w probówce

Tak zwana osłonka mielinowa zapewnia prawidłowe funkcjonowanie komórek nerwowych, a jej degradacja jest powiązana z wieloma patologiami, w tym chorobami neurodegeneracyjnymi i autoimmunologicznymi, takimi jak choroba Alzheimera i stwardnienie rozsiane. W ciągu życia ta warstwa ochronna ulega fizjologicznym zmianom, zarówno pod względem grubości, jak i składu chemicznego. Jednak gdy osłonka ulega degradacji i nie jest odpowiednio regenerowana, przekazywanie impulsów nerwowych wzdłuż aksonów („ogonków” łączących jedną komórkę nerwową z drugą) staje się mniej efektywne, co może prowadzić do zaburzeń poznawczych lub ruchowych.

Mechanizmy fizjologiczne umożliwiające jego naprawę są zazwyczaj badane na modelach zwierzęcych, takich jak myszy, których układ nerwowy wykazuje jednak wyraźne różnice w stosunku do układu ludzkiego. Aby pokonać tę i inne przeszkody, autorzy nowego badania wykorzystali oligodendrocyty, neurony i mikroglej (pozyskane z pluripotentnych komórek macierzystych) do opracowania organoidów ludzkiego mózgu. Oligodendrocyty to komórki ośrodkowego układu nerwowego zaangażowane w proces remielinizacji (tj. regeneracji osłonki mielinowej) aksonów. Mikroglej to komórki układu odpornościowego, które z kolei wspierają zdolność oligodendrocytów do regeneracji mieliny.

Organoidy skutecznie naśladują niektóre kluczowe mechanizmy

Wykorzystując powstałe organoidy, zespół badawczy wywołał demielinizację neuronów, wystawiając je na działanie specyficznych toksyn. Najpierw zaobserwowali, że regeneracja osłonki mielinowej zachodziła wyłącznie w obecności mikrogleju, co potwierdziło ich rolę. Ponadto zespół przetestował zdolność trzech cząsteczek do promowania procesu remielinizacji. Dwie z nich znajdują się w fazie badań przedklinicznych, a jedna, klemastyna, została już przetestowana w badaniach klinicznych na ludziach. Wszystkie trzy okazały się skuteczne w promowaniu naprawy warstwy ochronnej, choć ponownie tylko w obecności mikrogleju. Autorzy podsumowują, że organoidy opracowane w trakcie badań mogą zatem stanowić użyteczne i adaptowalne modele do szczegółowego badania procesów niszczenia i regeneracji osłonki mielinowej oraz mają „potencjał przyspieszenia rozwoju nowych metod leczenia chorób związanych z demielinizacją”.