Η νόσος Αλτσχάιμερ αναπτύσσεται αργά και σταδιακά στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Μελέτες έχουν δείξει πως όταν ο ασθενής διαγνωστεί με τη νόσο, είναι πλέον πολύ αργά, γιατί έχει καταστραφεί το 70% του εγκεφάλου του και δεν υπάρχει η δυνατότητα να αναστραφεί. Τώρα, επιστήμονες από το Mass General Brigham και το Beth Israel Deaconess Medical Center στις ΗΠΑ, δημιούργησαν ένα μοντέλο που«συμπυκνώνει» την εξέλιξη της νόσου σε μόλις έξι εβδομάδες. Σύμφωνα με τη μελέτη τους, το μοντέλο «Αλτσχάιμερ σε τρυβλίο» («Alzheimer in a dish») αντικατοπτρίζει με ακρίβεια τις κυτταρικές και μοριακές αλλαγές που παρατηρούνται στους ανθρώπους που πάσχουν από τη νόσο.
Το μοντέλο, που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά πριν από δέκα χρόνια, αποτελείται από ώριμα ανθρώπινα εγκεφαλικά κύτταρα– τα οποία βρίσκονται μέσα σε μια μήτρα γέλης- προκειμένου να αναπαράγει τις συνθήκες της νόσου του Αλτσχάιμερ. Αυτό που κάνει αυτή την ανακάλυψη ιδιαίτερα σημαντική, είναι ότι τώρα, οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν εξελιγμένο αλγόριθμο που ονομάζεται Integrative Pathway Activity Analysis (IPAA), ο οποίος επιβεβαιώνει την ακρίβεια του μοντέλου στην αναπαραγωγή των ασθενειών που παρατηρούνται στον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Χρησιμοποιώντας τον IPAA, η ερευνητική ομάδα ανέλυσε δείγματα εγκεφαλικού ιστού από νεκρούς ασθενείς με Αλτσχάιμερ και τα συνέκρινε με το εργαστηριακό τους μοντέλο. Εντόπισαν 83 κυτταρικές οδούς που είχαν διαταραχθεί τόσο στα ανθρώπινα δείγματα όσο και στο εργαστηριακό μοντέλο, επικυρώνοντας την ακρίβεια του μοντέλου στην αναπαραγωγή της εξέλιξης της νόσου.
Ένα μονοπάτι συγκεκριμένα τράβηξε την προσοχή των ερευνητών: το σύστημα της ενεργοποιημένης από μιτογόνο πρωτεϊνικής p38 κινάσης (MAPK). Αυτό το δίκτυο κυτταρικής επικοινωνίας γίνεται υπερκινητικό στη νόσο του Αλτσχάιμερ, συμβάλλοντας στον θάνατο των εγκεφαλικών κυττάρων και στη γνωστική εξασθένηση. Όταν η ομάδα εξέτασε ένα φάρμακο που ονομάζεται losmapimod και το οποίο αναστέλλει αυτό το μονοπάτι, παρατήρησαν σημαντικές μειώσεις στη βλάβη που σχετίζεται με το Αλτσχάιμερ, στο μοντέλο τους.
Η αλγοριθμική πλατφόρμα προβλέπει ποια φάρμακα λειτουργούν καλύτερα
Η επικύρωση αυτού του εργαστηριακού μοντέλου αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην έρευνα για το Αλτσχάιμερ για διάφορους λόγους. Πρώτον, παρέχει μια πλατφόρμα γρήγορων δοκιμών για πιθανές θεραπείες. Δεύτερον, το μοντέλο ξεπερνά τους περιορισμούς των μελετών σε ποντίκια, οι οποίες συχνά αποτυγχάνουν να αναπτύξουν τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της νόσου Αλτσχάιμερ.
Ίσως το πιο σημαντικό είναι ότι ο αλγόριθμος IPAA παρέχει έναν αμερόληπτο τρόπο αξιολόγησης του μοντέλου. Αυτό το υπολογιστικό εργαλείο, επιτρέπει στους ερευνητές να εντοπίσουν τους πιο υποσχόμενους θεραπευτικούς στόχους και να δοκιμάσουν πολλά φάρμακα ταυτόχρονα, επιταχύνοντας ενδεχομένως τη διαδικασία ανακάλυψης φαρμάκων.
«Τώρα έχουμε ένα σύστημα που όχι μόνο μας επιτρέπει να δοκιμάζουμε γρήγορα νέα φάρμακα, αλλά και μια αλγοριθμική πλατφόρμα που μπορεί να προβλέψει ποια θα λειτουργήσουν καλύτερα», δήλωσε ο συν-ανώτερος συγγραφέας Ρούντολφ Τάνζι, Διευθυντής του McCance Center for Brain Health. και της Μονάδας Έρευνας Γενετικής και Γήρανσης στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης.
Αυτή η έρευνα έρχεται σε μια κρίσιμη στιγμή στην ανάπτυξη φαρμάκων για το Αλτσχάιμερ. Ενώ τα τελευταία χρόνια έχουν εγκριθεί νέες θεραπείες που στοχεύουν τη συσσώρευση πρωτεΐνης αμυλοειδούς στον εγκέφαλο, αυτά τα φάρμακα έχουν δείξει περιορισμένη αποτελεσματικότητα στην αναστροφή της γνωστικής έκπτωσης. Το μοντέλο «Alzheimer in a dish» θα μπορούσε να βοηθήσει στον εντοπισμό πιο αποτελεσματικών θεραπευτικών προσεγγίσεων, επιτρέποντας στους ερευνητές να δοκιμάζουν γρήγορα συνδυασμούς φαρμάκων που στοχεύουν ταυτόχρονα πολλαπλές οδούς ασθένειας.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Neuron».
