استفاده از نورون انسانی برای درمان های جدید آلزایمر

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، دانشمندان یک مدل ابتکاری نورون انسانی را توسعه داده اند که به طور قوی گسترش توده های پروتئین تاو را در مغز شبیه سازی می کند، فرآیندی که منجر به کاهش شناختی در بیماری آلزایمر و زوال عقل فرونتومپورال می شود. این مدل جدید منجر به شناسایی اهداف درمانی جدیدی شده است که به طور بالقوه می توانند از گسترش تاو جلوگیری کنند. این مطالعه پیش بالینی که در 5 آوریل در Cell منتشر شد، یک پیشرفت قابل توجه در تحقیقات بیماری آلزایمر است. در حال حاضر هیچ درمانی نمی تواند از گسترش توده های تاو در مغز بیماران مبتلا به آلزایمر جلوگیری کند. مدل نورون انسانی در مطالعه اخیر از گسترش تاو بر محدودیت های مدل های قبلی غلبه می کند و اهداف بالقوه ای را برای توسعه دارویی که قبلا ناشناخته بودند، معرفی کرده است. سلول های بنیادی پرتوان انسانی می توانند به هر سلولی از بدن تبدیل شوند و می توانند برای مدل سازی بیماری های مغزی در یک ظرف آزمایشگاهی به نورون تبدیل شوند. با این حال، مدل سازی انتشار تاو در این نورون های جوان تقریباً غیرممکن بود، زیرا انتشار تاو به دهه ها در مغزهای پیر نیاز دارد.

تیم تحقیقاتی اخیر از فناوری CRISPR برای اصلاح ژنوم سلول های بنیادی انسان استفاده کردند و آن ها را وادار کردند تا اشکال تاو مرتبط با مغزهای پیر بیمار را بیان کنند. این مدل یک تغییر دهنده بازی بوده است، و در عرض چند هفته گسترش تاو را در نورون ها شبیه سازی می کند، فرآیندی که معمولاً دهه ها در مغز انسان طول می کشد. در تلاش خود برای توقف تکثیر تاو، تیم دکتر گان از غربالگری CRISPRi برای غیرفعال کردن هزار ژن برای تعیین نقش آنها در گسترش تاو استفاده کردند. آنها 500 ژن را کشف کردند که تأثیر قابل توجهی بر فراوانی تاو دارند. فناوری CRISPRi به محققان اجازه می دهد تا از رویکردهای بی طرفانه برای جستجوی اهداف دارویی استفاده کنند، نه محدود به آنچه قبلاً توسط دانشمندان دیگر گزارش شده است.

یکی از اکتشافات شامل آبشار UFMylation است، یک فرآیند سلولی که شامل اتصال پروتئین کوچکی به نام UFM1 به پروتئین های دیگر است. ارتباط این فرآیند با گسترش تاو قبلا ناشناخته بود. مطالعات پس از مرگ مغز بیماران مبتلا به آلزایمر نشان داد که UFMylation تغییر کرده است و تیم همچنین در مدل های بالینی دریافتند که مهار آنزیم مورد نیاز برای UFMylation مانع از انتشار تاو در نورون ها می شود. محققان به ویژه از تأیید اینکه مهار UFMylation مانع گسترش تاو در سلول های عصبی انسان و مدل های موش می شود، دلگرم شدند. بسیاری از درمان های بیماری آلزایمر در ابتدا در مدل های موش امیدوارکننده هستند، اما در آزمایش های بالینی موفق نیستند. با مدل جدید سلول انسانی، محققان به مسیر پیش رو خوشبین شدند.