Oamenii de ştiinţă au dezvoltat o metodă revoluţionară de administrare a proteinelor terapeutice direct în creier, folosind microglia umană modificată genetic. Această abordare inovatoare promite să schimbe radical tratamentul bolii Alzheimer şi al altor afecţiuni neurologice, asigurând o administrare precisă şi eficientă a substanţelor 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.
Prin modificarea genetică a unor celule imune umane numite microglia, cercetătorii au creat „vehicule de transport celular” vii, capabile să răspundă patologiei cerebrale şi să elibereze ţintit medicamentele, în zonele din creier unde este necesar.
Studiul, finanţat de National Institutes of Health (NIH) din Statele Unite şi 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 - şi apoi să răspundă la această patologie prin eliberarea selectivă (ţintită) de enzime care ajută la descompunerea proteinelor toxice.
În urma acestui tratament, celulele au reuşit să reducă inflamaţia, să protejeze neuronii şi conexiunile sinaptice şi să inverseze alte semne caracteristice ale neurodegenerării la şoareci.
Pentru pacienţii şi familiile afectate de Alzheimer şi de boli neurologice similare, această abordare oferă o perspectivă optimistă asupra unui viitor în care terapiile celulare bazate pe microglia ar putea neutraliza eficient şi în condiţii de siguranţă 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 şi Comportament, coautor principal al studiului.
„Am dezvoltat un sistem viu, programabil, care rezolvă această problemă prin faptul că celulele se află deja în creier şi răspund doar când şi 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 prezenţa plăcilor. Rezultatul a fost o terapie extrem de precisă şi adaptată specific acestei patologii.
În modelele animale ale bolii Alzheimer, aceste microglii modificate genetic au redus acumularea de beta-amiloid, au protejat neuronii şi sinapsele, au scăzut inflamaţia şi 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 şi alte modificări neuropatologice specifice bolii Alzheimer în întregul creier.
„Pentru că proteina terapeutică este produsă doar ca răspuns la prezenţa plăcilor amiloide, am descoperit că această abordare este extrem de ţintită şi, totodată, eficientă”, a adăugat Jean Paul Chadarevian, cercetător postdoctoral care a condus studiul.
Pe lângă Alzheimer, studiul a analizat şi modul în care microglia umană reacţionează în modele de cancer cerebral şi scleroză multiplă.
În ambele cazuri, celulele modificate au adoptat profiluri unice de expresie genică – demonstrând, astfel, potenţialul 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 Ştiinţe Farmaceutice.
Cercetătorii subliniază că mai sunt multe de realizat până la aplicarea acestei tehnologii în studii clinice pe oameni, inclusiv demonstrarea siguranţei pe termen lung şi dezvoltarea unor metode de producţie la scară largă. Totuşi, 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 şi Sue and Bill Gross Stem Cell Research Center, fiind finanţat de NIH (National Institute of Aging), The California Institute for Regenerative Medicine şi Cure Alzheimer’s Fund.
