Дослідження показує, що модель "Альцгеймер у чашці" може прискорити розробку ліків

Десять років тому дослідники представили нову модель вивчення хвороби Альцгеймера під назвою «Хвороба Альцгеймера в чашці». Модель використовує культури зрілих клітин мозку, суспендованих у гелі, щоб відтворити зміни, що відбуваються в людському мозку протягом 10-13 років, лише за шість тижнів. Але чи справді ця модель відтворює зміни, що відбуваються у пацієнтів? У новому дослідженні вчені з Медичного центру Массачусетського генерала Бригама та Бет-Ізраель Діконесс (BIDMC) розробили алгоритм для об'єктивної оцінки того, наскільки точно моделі хвороби Альцгеймера відображають функціональні та генетичні зміни в мозку пацієнтів. Результати, опубліковані в журналі Neuron, підтвердили ключові подібності, довівши, що модель «Хвороба Альцгеймера в чашці» може бути використана для пришвидшення оцінки та розробки нових ліків.

Підтвердження ефективності моделі

«Наша мета — знайти найкращу модель, яка найточніше відображає те, що відбувається в мозку пацієнтів з хворобою Альцгеймера. Ми розробили цю 3D-модель 10 років тому, і тепер маємо дані, які свідчать про те, що вона може пришвидшити розробку ліків», — сказав співавтор дослідження доктор До Янг Кім з відділення неврології загальної лікарні Массачусетсу.

Об'єднуємо зусилля для боротьби з хворобою Альцгеймера

Дослідження стало можливим завдяки співпраці між дослідниками нейробіології та системної науки, спрямованій на покращення методів лікування хвороби Альцгеймера (ХА). Протягом десятиліть основною проблемою досліджень ХА були обмеження мишачих моделей, які не відтворюють амілоїдні бляшки та інші ознаки захворювання, виявлені у людей.

«Ми стикаємося з фундаментальним викликом: зрозуміти, які закономірності дійсно відображають складність хвороби Альцгеймера в людському мозку», — сказав співавтор дослідження доктор Вінстон Гайд з BIDMC. «Змістивши фокус з окремих генів на біологічні шляхи, ми створили систему, яка змінює наш підхід до розробки та тестування ліків».

Нова алгоритмічна платформа

Дослідники розробили інноваційну платформу аналізу активності шляхів (IPAA), щоб визначити, які моделі найкраще відображають функціональні зміни при хворобі Альцгеймера (ХА) та виявити ключові шляхи для розробки ліків. У дослідженні вони виявили 83 дисрегульовані біологічні шляхи, спільні для зразків мозку померлих пацієнтів з ХА та 3D-клітинних моделей.

Одним із шляхів, досліджених як доказ концепції, була p38 MAPK (мітоген-активована протеїнкіназа). Використовуючи інгібітор p38 MAPK, який раніше не тестувався на пацієнтах з хворобою Альцгеймера, дослідники змогли значно зменшити патологічні зміни при хворобі Альцгеймера в лабораторних умовах, що підкреслює його потенціал для клінічних випробувань.

Масштабування та прискорення розробки ліків

Модель «Хвороба Альцгеймера в блюді» разом з алгоритмом IPAA дозволила дослідникам одночасно тестувати кілька препаратів. Сотні схвалених препаратів і природних сполук вже були протестовані, що відкриває шлях до клінічних випробувань.

«Зараз у нас є система, яка не лише дозволяє нам швидко тестувати нові ліки, але й прогнозувати, які з них будуть найефективнішими», – сказав доктор Рудольф Танзі, директор Центру здоров’я мозку Макканса.

Майбутнє досліджень

Ці досягнення наближають медицину до розробки ефективних ліків від хвороби Альцгеймера та пришвидшують їх впровадження пацієнтам. Нові підходи, що поєднують передові технології моделювання та алгоритмічну аналітику, обіцяють значно просунути боротьбу з цим складним захворюванням.

Дослідження було опубліковано в журналі Neuron.