Folosind o nouă metodă inovatoare, un cercetător canadian de la Universitatea din Saskatchewan (USask), construieşte pseudo-organe minuscule din celule stem pentru a ajuta la diagnosticarea şi tratarea bolii Alzheimer.
Atunci când lui Tyler Wenzel i-a venit pentru prima dată ideea de a construi un creier în miniatură din celule stem, nu ştia cât de bine vor funcţiona creaţiile sale. Acum, „mini-creierul” ar putea revoluţiona modul în care sunt diagnosticate şi tratate boala Alzheimer şi alte boli ale creierului.
„Nici în cele mai nebuneşti vise nu ne-am gândit că ideea noastră va funcţiona”, a declarat el într-un articol publicat pe pagina universităţii. „Acestea ar putea fi folosite ca un instrument de diagnosticare, construit din sânge”.
Wenzel, un bursier postdoctoral în cadrul Departamentului de Psihiatrie al Colegiului de Medicină, a dezvoltat ideea „mini-creierului” - sau, mai oficial, a unui model organoid cerebral unic în felul său - în timp ce lucra sub supravegherea doctorului Darrell Mousseau (Ph.D.).
Celulele stem umane pot fi manipulate pentru a se dezvolta practic în orice altă celulă din organism.
Folosind celule stem prelevate din sânge uman, Wenzel a reuşit să creeze un mic organ artificial - cu un diametru de aproximativ trei milimetri şi care seamănă vizual cu ceea ce el a descris ca fiind o bucată de gumă mestecată pe care cineva a încercat să o netezească din nou.
Un „mini-creier” într-un vas Petri - atunci când sunt create din celule stem de la persoane care suferă de boala Alzheimer, organoizii prezintă patologia bolii Alzheimer - doar că la o scară mai mică. Credit: USask/David Stobbe
Aceste „mini-creiere” sunt construite prin crearea de celule stem dintr-o mostră de sânge, iar apoi transformarea acestor celule stem în celule cerebrale funcţionale.
Utilizarea organoizilor sintetici de mici dimensiuni pentru cercetare nu este un concept nou - dar „mini-creierele” dezvoltate în laboratorul lui Wenzel sunt unice.
După cum se subliniază în articolul publicat luna aceasta în revista medicală Frontiers of Cellular Neuroscience, creierele din laboratorul lui Wenzel sunt alcătuite din patru tipuri diferite de celule cerebrale, în timp ce majoritatea organoizilor cerebrali sunt alcătuite doar din neuroni.
În urma testelor, „mini-creierele” lui Wenzel reflectă mai exact un creier uman adult cu drepturi depline, astfel încât acestea pot fi utilizate pentru a examina mai îndeaproape afecţiunile neurologice ale pacienţilor adulţi, cum ar fi boala Alzheimer.
Iar în cazul acelor „mini-creiere” create din celulele stem ale persoanelor care suferă de Alzheimer, cercetătorul a stabilit că organul artificial prezenta patologia bolii - doar că la o scară mai mică.
„Dacă celulele stem au capacitatea de a deveni orice celulă din corpul uman, atunci s-a pus întrebarea «am putea crea ceva care să semene cu un întreg organ?»”, a declarat Wenzel.
„În timp ce îl dezvoltam, am avut ideea nebunească că, dacă acestea sunt cu adevărat creiere umane, dacă un pacient ar avea o boală precum Alzheimer şi i-am creşte «mini-creierul», în teorie, acel creier minuscul ar avea şi el Alzheimer”, a explicat cercetătorul canadian.
El a declarat că această tehnologie are potenţialul de a schimba modul în care sunt furnizate serviciile de sănătate pentru cei care suferă de Alzheimer, în special în comunităţile rurale şi îndepărtate.
Această cercetare revoluţionară a primit deja sprijin din partea Societăţii Alzheimer din Canada.
Dacă Wenzel şi colegii săi pot crea o modalitate coerentă de a diagnostica şi de a trata afecţiuni neurologice precum Alzheimer folosind doar o mică probă de sânge - care are o durată de conservare relativ lungă şi poate fi trimisă prin curier - în loc să le ceară pacienţilor să se deplaseze la spitale sau clinici specializate, ar putea reprezenta o economie de resurse extraordinară pentru sistemul de sănătate şi ar fi mult mai simplu pentru pacienţi.
„În teorie, dacă acest instrument funcţionează aşa cum credem noi, am putea trimite o mostră de sânge şi am putea obţine aşa un diagnostic”, a precizat el.
Primele teste de validare a conceptului proiectului cu „mini-creiere” au fost extrem de promiţătoare - ceea ce înseamnă că următorul pas pentru laboratorul canadian este extinderea testării la un număr mai mare de pacienţi.
Cercetătorii sunt, de asemenea, interesaţi să încerce să extindă domeniul de aplicare al cercetării „mini-creierului”.
Potrivit lui Wenzel, dacă s-ar confirma că „mini-creierele” reflectă cu acurateţe alte boli ale creierului sau afecţiuni neurologice, acestea ar putea fi folosite pentru a accelera diagnosticarea sau pentru a testa eficacitatea medicamentelor pentru pacienţi.
Ca exemplu, Wenzel a menţionat timpii de aşteptare considerabili pentru a consulta un psihiatru în provincia canadiană Saskatchewan.
Dacă „mini-creierele” ar putea fi folosite pentru a testa ce antidepresiv funcţionează cel mai bine pe un pacient care suferă de depresie, s-ar putea reduce dramatic timpul necesar pentru a vedea un medic şi a primi o reţetă, spune cercetătorul.
Fost profesor de ştiinţe la liceu, care a făcut trecerea în lumea cercetării şi a universităţii, Wenzel a declarat că „natura cercetării” este aceea de a veni cu o ipoteză şi de a nimeri aproape de ţintă într-un experiment care îl entuziasmează în munca sa.
Succesul primelor „mini-creiere” a fost însă atât de uluitor încât Wenzel a recunoscut că încă se străduieşte să înţeleagă impactul creaţiei sale.
„Sunt încă neîncrezător, dar este, de asemenea, extrem de motivant faptul că s-a întâmplat aşa ceva”, a declarat el.
„Îmi oferă ceva care cred că va avea un impact asupra societăţii, va avea o relevanţă reală şi va crea o anumită schimbare. Are un potenţial puternic de a schimba peisajul medicinei”.
Foto articol: Dr. Tyler Wenzel (Ph.D.), cercetător postdoctoral în cadrul Departamentului de Psihiatrie al Colegiului de medicină USask. Credit: USask/David Stobbe, mai 2024.
