تولیدشده با هوش مصنوعی
مدل سهبعدی بافت مغزی به بهبود تحقیقات آلزایمر کمک میکند
محققان مونیخی یک مدل بافت سهبعدی از سلولهای مغزی انسان توسعه دادهاند که به درک بهتر بیماری آلزایمر و آزمایش داروهای جدید کمک خواهد کرد.
یک تیم از دانشگاه لودویگ-ماکسیمیلیان مونیخ (LMU) در حال کار بر روی تسریع و بهبود تحقیقات بنیادی در زمینه درمانهای آلزایمر است. این امر با استفاده از یک مدل بافت سهبعدی نوآورانه که پس از نه سال توسعه، اکنون در مجله معتبر Nature Neuroscience معرفی شده، محقق میشود. این مدل، تعامل میان انواع مهمی از سلولهای مغزی انسان را شبیهسازی میکند.
این مدل شامل کرههای کوچک بافتی است که تقریباً به اندازه یک سر سوزن هستند و شامل سه نوع سلول مغزی میباشند. این سلولها میتوانند در مدل بافتی با یکدیگر تعامل داشته باشند. تیم تحقیقاتی همچنین توانسته است تغییرات خاصی که به طور معمول در بیماری آلزایمر مشاهده میشود را در این سلولها ایجاد کند. این امر به درک بهتر بیماری و آزمایش داروها کمک خواهد کرد.
سه نوع سلول مغزی در یک مدل
این مدل بر اساس سلولهای بنیادی انسانی است که در آزمایشگاه به انواع مختلفی از سلولهای مغزی تبدیل میشوند. محققان سه نوع سلول کلیدی برای تحقیقات آلزایمر را تولید میکنند: سلولهای عصبی (نورونها)، آستروستها و میکروگلیا.
سلولهای عصبی یک شبکه تشکیل میدهند و از طریق سیناپسها با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند. آستروستها آنها را با مواد مغذی تأمین کرده و عملکرد آنها را پشتیبانی میکنند. میکروگلیا نیز سلولهای ایمنی مغز هستند که سلولهای مرده و مواد مضر را از بین میبرند. به گفته دومینیک پاکت، مدیر پروژه در LMU، "این کرههای بافتی در عرض یک هفته در یک محلول مغذی خاص شکل میگیرند و سازماندهی میشوند و وظایف مرکزی مغز را به عهده میگیرند."
شبیهسازی آلزایمر در مدل
در این مدل بافتی، سه نوع سلول به طور متقابل عمل میکنند. ژنها و پروتئینهای مهم برای مطالعه بیماری آلزایمر فعال هستند. محققان تأکید میکنند: "ما نه سال زمان صرف کردیم تا مدل سهبعدی جدیدی از بافت مغزی انسان را توسعه دهیم." این تیم تحقیقاتی همچنین توانسته است فرآیندهای کلیدی بیماری آلزایمر را در این مدل شبیهسازی کند که تغییرات خاصی را در سلولها ایجاد میکند.
به گفته کریستین هااس، بیوشیمیدان که سالها در زمینه آلزایمر تحقیق میکند، این امر با استفاده از روشهای ژنتیکی به دست آمده است: "برای اینکه این فرآیند مانند انسانها سالها طول نکشد، چندین جهش به طور همزمان وارد شده است. اگر اینها را ترکیب کنید، اثر تقویت میشود."
نقش بتا-آمیلوئید و تاو در آلزایمر
همانطور که در مغز انسان نشان داده میشود، سلولهای عصبی در این مدل بافتی نیز پلاکهای خاصی را نشان میدهند که همان رسوبات پروتئینی، یعنی بتا-آمیلوئیدها هستند. بر اساس تحقیقات اخیر، این رسوبات تنها بخشی از فرآیندهای مربوط به آلزایمر هستند. در این حالت، آمیلوئیدها دیگر مانند افراد سالم تجزیه نمیشوند و تودههایی به نام پلاکها تشکیل میدهند.
در ادامه، این رسوبات آمیلوئید بر یک پروتئین دیگر به نام پروتئین تاو تأثیر میگذارند. این پروتئین معمولاً سلولهای عصبی را تثبیت میکند. اما پلاکهای آمیلوئید باعث تغییر آن میشوند به گونهای که دچار تودهسازی یا درهمتنیدگی میشود و به سلولهای عصبی آسیب میزند. در نهایت، این تحولات به علائم خاصی مانند از دست دادن حافظه و مشکلات در جهتیابی یا از دست دادن زبان منجر میشود.
"جام مقدس" تحقیقات آلزایمر
کریستین هااس میگوید: "ما هیچ ایدهای نداریم که این فرآیندها دقیقاً چگونه عمل میکنند. درک این ارتباط بین آمیلوئید و تاو، جام مقدس تحقیقات آلزایمر است." و احتمالاً راهی برای داروهای مؤثر علیه این بیماری.
در اتحادیه اروپا، دو آنتیبادی به نامهای لکانماب و دونانماب برای برخی از افراد در مراحل اولیه بیماری آلزایمر تأیید شدهاند. این داروها به رسوبات آمیلوئید حمله میکنند و هااس میگوید: "آنها به خوبی عمل میکنند، اما فقط در بیمارانی که هنوز تودههای تاو ندارند مؤثر هستند." برای بیمارانی که بیماری آنها پیشرفتهتر است، به شدت به داروهای جدید نیاز است.
سلولهای ایمنی مغز
یافتههای جدید نشان میدهند که تغییرات بیشتری نیز در بیماری آلزایمر نقش دارند. هااس میافزاید: "حدود ده تا پانزده سال پیش، کشف شگفتانگیزی صورت گرفت که نشان میدهد عوامل خطر وجود دارند که شانس ابتلا به آلزایمر در سنین بالا را به شدت افزایش میدهند."
ژنهای این عوامل خطر تنها در سلولهای ایمنی مغز، یعنی میکروگلیا، فعال میشوند. این باعث میشود که این سلولهای ایمنی دیگر از سلولهای عصبی محافظت نکنند و نتوانند رسوبات بتا-آمیلوئید را از بین ببرند. بنابراین، میکروگلیا نیز برای پاکت و هااس در مدل جدید سهبعدی بافت مغزی یک نقطه شروع مهم به شمار میآید.
پاکت معتقد است که بسیاری از داروهای توسعهیافته نتوانستهاند امیدها برای متوقف کردن یا بهبود بیماری آلزایمر را برآورده کنند، زیرا این داروها بر روی موشها آزمایش شدهاند. نورونهای آنها به بیماری حساسیت کمتری دارند: "و حالا مدل ما وارد عمل میشود. این یک مدل انسانی با نورونهای انسانی است." این مدل باید به شناسایی موادی کمک کند که بعداً در درمان بیماران مؤثر باشند.
محدودیتهای مدل سهبعدی بافت
با این حال، هر دو محقق انتظارها را کاهش میدهند که این امر به سرعت اتفاق بیفتد. مدل بافت هنوز کامل نیست. به عنوان مثال، پلاکهای آمیلوئید در مدل هنوز به طور دقیق مانند مغز بیماران انباشته نمیشوند. همچنین، نمایش پروتئین تاو در حالت تودهای هنوز به اندازه بیماران آلزایمری مشخص نیست. اما پاکت میگوید: "ما در مسیر خوبی هستیم. اگر این مدل کار کند - و ما به این امر امیدواریم - شانس خوبی برای پیدا کردن یک دارو خواهیم داشت." در حال حاضر، او به دنبال شرکای صنعت داروسازی است که آماده همکاری با این مدل باشند.
پیوند منبع اصلی: لینک
