به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، روشی جدید برای انتقال پروتئین‌های مبارزه‌کننده با بیماری در سراسر مغز ممکن است درمان بیماری آلزایمر و سایر اختلالات عصبی را بهبود بخشد، طبق گزارشی از دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، ارواین. با مهندسی مجدد سلول‌های ایمنی انسانی به نام میکروگلیال، محققان "دستگاه‌های حمل و نقل" سلولی زنده‌ای ایجاد کرده‌اند که قادر به پاسخ به پاتولوژی‌های مغزی و آزادسازی عوامل درمانی در دقیق‌ترین نقطه‌ای که نیاز است، هستند.

درباره مطالعه

مطالعه‌ای که توسط مؤسسه ملی بهداشت حمایت شده است و در مجله Cell Stem Cell منتشر شده، برای نخستین بار نشان می‌دهد که میکروگلیال‌های مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی می‌توانند به‌طور ژنتیکی برنامه‌ریزی شوند تا تغییرات خاص بیماری در مغز را تشخیص دهند – مانند پلاک‌های آمیلوئید در بیماری آلزایمر – و سپس آنزیم‌هایی را آزاد کنند که به تجزیه این پروتئین‌های سمی کمک می‌کند. در نتیجه، این سلول‌ها توانستند التهاب را کاهش دهند، از نورون‌ها و اتصالات سیناپسی محافظت کنند و چندین علامت دیگر تخریب عصبی را در موش‌ها معکوس کنند. برای بیماران و خانواده‌ها که با بیماری آلزایمر و بیماری‌های مربوطه دست و پنجه نرم می‌کنند، این یافته‌ها نگاهی امیدوارکننده به آینده‌ای ارائه می‌دهند که در آن درمان‌های سلولی مبتنی بر میکروگلیال می‌توانند با دقت و ایمنی با عواقب تخریبی نورودژنراسیون مقابله کنند. تحویل بیولوژیک‌ها به مغز مدت‌هاست که چالشی بزرگ به دلیل سد خونی-مغزی بوده است. ما یک سیستم تحویل زنده و برنامه‌پذیر توسعه داده‌ایم که این مشکل را با اقامت در خود مغز و پاسخ‌دهی فقط هنگامی که و در جایی که نیاز است، دور می‌زند."

تولید میکروگلیال‌های انسانی با استفاده از ویرایش ژنی CRISPR

با استفاده از ویرایش ژنی CRISPR، تیم میکروگلیال‌های انسانی را تغییر داد تا انزیم نیپریلیزین – یک آنزیم شناخته‌شده برای تجزیه بتا-آمیلوئید – را تحت کنترل یک پروموتر که فقط در نزدیکی پلاک‌ها فعال می‌شود، ترشح کند. نتیجه یک درمان بسیار هدفمند و پاسخ‌دهنده به پاتولوژی بود. در مدل‌های موش بیماری آلزایمر، این میکروگلیال‌های مهندسی‌شده توانسته‌اند تجمع بتا-آمیلوئید را کاهش دهند و از آسیب به نورون‌ها و سیناپس‌ها محافظت کنند، التهاب را کاهش دهند و حتی یک نشانگر آسیب نورونی در خون را پایین بیاورند. به‌طور شگفت‌انگیزی، ما دریافتیم که قرار دادن میکروگلیال در مناطق خاص مغز می‌تواند سطوح سمی آمیلوئید و سایر پاتولوژی‌های مربوط به AD را در سراسر مغز کاهش دهد" گفت ژان پل شادارویان، دانشجوی فوق‌دکتری در آزمایشگاه بلورتون-جونز و نویسنده اول مطالعه. "و از آن‌جا که پروتئین درمانی تنها در پاسخ به پلاک‌های آمیلوئید تولید می‌شد، این رویکرد بسیار هدفمند اما به‌طور گسترده‌ای مؤثر بود."

تحویل گسترده پروتئین‌های درمانی به مغز

تحویل گسترده پروتئین‌های درمانی به مغز همچنان چالشی بزرگ باقی مانده است. به‌منظور تعیین اینکه آیا میکروگلیال‌های مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی (iPSC-microglia یا iMG) می‌توانند تحویل گسترده و پاسخ‌دهنده به پاتولوژی درمان‌های موادی را به مغز فراهم کنند، ما از ویرایش ژنی CRISPR استفاده کردیم تا iMG را برای بیان آنزیم تجزیه‌کننده β-آمیلوئید (Aβ) یعنی نیپریلیزین تحت کنترل پروموتور پاسخ‌دهنده به پلاک (CD9) مهندسی کنیم. به‌منظور تعیین اینکه آیا افزایش پیوند می‌تواند اثربخشی را افزایش دهد، از رویکرد مقاومت در برابر مهارکننده CSF1R استفاده کردیم. جالب اینجاست که پیوند موضعی و همچنین پیوند در سطح مغز در موش‌های مبتلا به بیماری آلزایمر (AD) منجر به کاهش چندین معیار بیوشیمیایی پاتولوژی شد. با این حال، در زیرمنطقه‌ای که غلبه پلاک وجود داشت، کاهش بار پلاک، نوریت‌های دیستروفیک و آستروگلیوز و همچنین حفظ چگالی نورونی تنها پس از پیوند گسترده میکروگلیال‌ها به دست آمد. در نهایت، ما مدل‌های چیمریک متاستازهای مغزی سرطان سینه و دمیلینه‌سازی را بررسی کردیم و نشان دادیم که iMG واکنش‌های رونویسی متنوعی به پاتولوژی‌های عصبی مختلف اتخاذ می‌کنند که می‌تواند برای فراهم کردن تحویل گسترده و پاسخ‌دهنده به پاتولوژی درمان‌ها به سیستم عصبی مرکزی (CNS) مورد استفاده قرار گیرد.

بررسی عملکرد میکروگلیال‌های انسانی در مدل‌های سرطان مغز و مولتیپل اسکلروزیس

علاوه بر بیماری آلزایمر، این تحقیق بررسی کرد که میکروگلیال‌های انسانی در مدل‌های سرطان مغز و مولتیپل اسکلروزیس چگونه پاسخ می‌دهند. در هر دو مورد، سلول‌های مهندسی‌شده پروفایل‌های بیان ژنی منحصر به فردی را اتخاذ کردند – که پتانسیل شخصی‌سازی آن‌ها برای طیف وسیعی از بیماری‌های سیستم عصبی مرکزی را نشان می‌دهد. "این کار دروازه‌ای به یک کلاس کاملاً جدید از درمان‌های مغزی باز می‌کند" گفت روبرت اسپیتال، استاد علوم دارویی UC Irvine و یکی از نویسندگان اصلی مطالعه. "به‌جای استفاده از داروهای سنتزی یا ویروس‌ها، ما از سلول‌های ایمنی مغز به‌عنوان وسایل تحویل دقتی استفاده می‌کنیم."

گام بعدی مطالعه

محققان خاطرنشان کردند که کارهای زیادی در زمینه تبدیل این پلتفرم به آزمایشات انسانی از جمله اثبات ایمنی بلندمدت و توسعه روش‌هایی برای تولید در مقیاس بزرگ باقی مانده است. با این حال، از آن‌جایی که میکروگلیال‌ها از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی مشتق شده‌اند، ممکن است بتوان آن‌ها را از سلول‌های خود بیمار تولید کرد و خطر رد پیوند را کاهش داد. هایگ داوتیان، آلینا ال. شادارویان و جاناتان هاسلمن از UC Irvine، به همراه دیگران، همچنین در این مطالعه مشارکت داشتند که همکاری میان بخش عصب‌شناسی و رفتار دانشگاه، موسسه اختلالات حافظه و عصبی و مرکز تحقیقات سلول‌های بنیادی سوئی و بیل گروس بود. حمایت‌های مالی از مؤسسه ملی پیری، موسسه کالیفرنیا برای پزشکی بازساختی و Fund Alzheimer نیز از این تحقیق پشتیبانی کردند.

پایان مطلب./