Нове дослідження демонструє "міні-мозки", які можуть прискорити розробку лікування хвороби Альцгеймера

Використовуючи інноваційний метод, дослідник з Університету Саскачевану (USask) створює мініатюрні псевдооргани зі стовбурових клітин для діагностики та лікування хвороби Альцгеймера.

Коли доктор Тайлер Венцель, доктор філософії, вперше виступив з ідеєю створення мініатюрного мозку зі стовбурових клітин, він й гадки не мав, наскільки успішними будуть його творіння. Тепер «міні-мозок» Венцеля може революціонізувати спосіб діагностики та лікування хвороби Альцгеймера та інших захворювань мозку.

«Ми ніколи в найсміливіших мріях не думали, що наша божевільна ідея спрацює», – сказав він. «Ці [міні-мозки] можна було б використовувати як діагностичний інструмент, виготовлений з крові».

Венцель, постдокторант кафедри психіатрії Медичного коледжу, розробив ідею «міні-мозку» — або, більш формально, унікальної моделі церебрального органоїда — під керівництвом доктора Даррелла Муссо, доктора філософії.

Стовбурові клітини людини можна маніпулювати, щоб вони стали майже будь-якою іншою клітиною в організмі. Використовуючи стовбурові клітини, взяті з людської крові, Венцель зміг створити мініатюрний штучний орган розміром близько трьох міліметрів, що візуально нагадує шматочок жувальної гумки, який хтось спробував знову розгладити.

Ці «міні-мозки» створюються шляхом створення стовбурових клітин зі зразка крові, а потім перетворення цих стовбурових клітин на функціонуючі клітини мозку. Використання невеликих синтетичних органоїдів для досліджень не є новою концепцією, але «міні-мозки», розроблені в лабораторії Венцеля, є унікальними. Як описано в статті Венцеля в журналі Frontiers of Cellular Neuroscience, мозок у його лабораторії складається з чотирьох різних типів клітин мозку, тоді як більшість органоїдів мозку складаються лише з нейронів.

Під час тестування «міні-мозки» Венцеля точніше відображають мозок дорослої людини, що дозволяє проводити детальніші дослідження неврологічних захворювань дорослих, таких як хвороба Альцгеймера.

А щодо тих «міні-мізків», створених зі стовбурових клітин людей з хворобою Альцгеймера, Венцель виявив, що штучний орган демонструє патологію Альцгеймера — тільки в меншому масштабі.

«Якщо стовбурові клітини можуть стати будь-якою клітиною в людському тілі, постало питання: «Чи можемо ми створити щось, що нагадує цілий орган?» — сказав Венцель. «Під час розробки у мене виникла ця божевільна ідея, що якби це насправді був людський мозок, якби у пацієнта була така хвороба, як хвороба Альцгеймера, і ми виростили б «міні-мозок», то теоретично цей маленький мозок мав би хворобу Альцгеймера».

Венцель зазначив, що ця технологія має потенціал змінити спосіб надання медичної допомоги людям з хворобою Альцгеймера, особливо у сільській місцевості та віддалених громадах. Це новаторське дослідження вже отримало підтримку від Канадського товариства боротьби з хворобою Альцгеймера.

Якщо Венцель та його колеги зможуть створити надійний спосіб діагностики та лікування неврологічних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера, використовуючи лише невеликий зразок крові, який має відносно тривалий термін зберігання та може бути доставлений кур'єром, замість того, щоб вимагати від пацієнтів поїздок до лікарень чи спеціалізованих клінік, це може значно заощадити ресурси охорони здоров'я та зменшити навантаження на пацієнтів.

«Теоретично, якщо цей інструмент працює так, як ми думаємо, ми могли б просто взяти зразок крові з Ла-Лош або Ла-Ронж до університету та поставити вам діагноз таким чином», – сказав він.

Початкове підтвердження концепції «міні-мізків» було надзвичайно обнадійливим, а це означає, що наступним кроком для Венцеля є розширення тестування на більшу кількість пацієнтів.

Дослідники також зацікавлені в розширенні сфери своїх досліджень міні-мозків. Якщо вони зможуть підтвердити, що міні-мозки точно відображають інші захворювання мозку або неврологічні стани, їх можна буде використовувати для пришвидшення діагностики або перевірки ефективності ліків у пацієнтів, сказав Венцель.

Як приклад, Венцель навів довгий час очікування на прийом до психіатра в Саскачевані. Якби «міні-мозки» можна було використовувати для перевірки того, який антидепресант найкраще діє на пацієнта з депресією, це могло б значно скоротити час, необхідний для звернення до лікаря та отримання рецепту.

«Міні-мозок» у чашці Петрі – створені зі стовбурових клітин людей з хворобою Альцгеймера органоїди демонструють патологію Альцгеймера, тільки в меншому масштабі. Авторство: USask/Девід Стоббе.

Венцель, колишній вчитель природничих наук у старшій школі, який перейшов у світ досліджень та академічної діяльності, сказав, що саме «сутність дослідження» — висунення гіпотези та наближення до її перевірки в експерименті — захоплює його в роботі.

Приголомшливий успіх початкових «міні-мізків» був настільки вражаючим, що Венцель визнав, що досі не може повністю його осягнути.

«Я досі не можу повірити своїм очам, але водночас неймовірно мотивує те, що щось подібне сталося», – сказав Венцель. «Це дає мені щось, що, на мою думку, вплине на суспільство, зробить реальні зміни та призведе до змін... це має потенціал змінити медичний ландшафт».

Результати роботи детально описані у статті, опублікованій у журналі Frontiers in Cellular Neuroscience.