Εκατομμύρια άνθρωποι πάσχουν από εγκεφαλικές παθήσεις. Για να κατανοήσουμε καλύτερα τι συμβαίνει στον εγκέφαλο αυτών των ασθενών, το πρόγραμμα RobustSynapses που χρηματοδοτείται από την ΕΕ επικεντρώθηκε στις νόσους, όπου συχνά προσβάλλουν τον εγκέφαλο.
Οι νευροεκφυλιστικές διαταραχές όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ, η νόσος του Πάρκινσον και η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) επηρεάζουν τον εγκέφαλο. Μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα που κυμαίνονται από την άνοια έως την παράλυση.
«Το έργο RobustSynapses αντιμετώπισε μια από τις μεγαλύτερες ανεκπλήρωτες ιατρικές ανάγκες – το γεγονός ότι δεν υπάρχουν θεραπείες για καμία από αυτές τις σημαντικές νευροεκφυλιστικές καταστάσεις», εξηγεί ο κύριος ερευνητής της RobustSynapses, Patrik Verstreken, επιστημονικός διευθυντής και επικεφαλής της ομάδας στο VIB Center for Brain & Disease Research. στο KU Leuven, Βέλγιο.
Το πρόγραμμα RobustSynapses που χρηματοδοτείται από την ΕΕ επικεντρώθηκε στις νόσους που συχνά προσβάλλουν τον εγκέφαλο
“Για να ανταποκριθούμε σε αυτήν την πρόκληση, θέλαμε να μεγεθύνουμε τι συμβαίνει στα πρώτα στάδια αυτών των ασθενειών.”
Πιο αποτελεσματικές θεραπείες
Πιο συγκεκριμένα, το έργο RobustSynapses που χρηματοδοτείται από την ΕΕ επικεντρώθηκε σε συνάψεις. Αυτές οι μικρές συνδέσεις, που υπάρχουν μεταξύ των καταλήξεων των νευρικών κυττάρων στον εγκέφαλο, επιτρέπουν στα σήματα να περάσουν από τον ένα νευρώνα στον άλλο. Οι συνάψεις είναι επομένως κρίσιμες για τη λειτουργία του εγκεφάλου. Είναι επίσης συχνά η πρώτη τοποθεσία που επηρεάζεται κατά την εξέλιξη της νευροεκφυλιστικής νόσου.
Ανακούφιση των προβλημάτων για τους ασθενείς
Σε αυτό το έργο που υποστηρίζεται από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας, ο Verstreken ήθελε να κατανοήσει καλύτερα πώς ακριβώς λειτουργούν αυτές οι συνάψεις και τι μπορεί να κάνει τα πράγματα να πάνε στραβά. Η υπόθεσή του ήταν ότι αυτή η γνώση θα μπορούσε να επιτρέψει στους επαγγελματίες του ιατρικού τομέα να αναγνωρίσουν μια μέρα την πρόοδο της νόσου νωρίτερα και να είναι σε θέση να επέμβουν πιο αποτελεσματικά. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε πιο αποτελεσματικές θεραπείες και στην ανακούφιση των προβλημάτων για τους ασθενείς αργότερα.
Η ομάδα του έργου ξεκίνησε μελετώντας τι συνέβαινε σε συνάψεις σε μύγες φρούτων, εφαρμόζοντας νέες μεθόδους επεξεργασίας γονιδιώματος. «Αυτό που βρήκαμε από αυτό ήταν ότι υπάρχουν συγκεκριμένοι μηχανισμοί στη σύναψη που απαιτούνται για την απομάκρυνση των δυσλειτουργικών συντριμμιών», προσθέτει ο Verstreken. “Εάν αυτό δεν συμβεί, οι συνάψεις αποτυγχάνουν, προκαλώντας προβλήματα.”
Στη συνέχεια, η ομάδα εφάρμοσε αυτά τα ευρήματα in vitro στους ανθρώπινους νευρώνες, που δημιουργήθηκαν από τα κύτταρα του δέρματος των ασθενών. Αυτός ο συνδυασμός προσεγγίσεων επέτρεψε στην ομάδα του έργου να μελετήσει πρώτα τις συναπτικές διαδικασίες ζωντανά και, στη συνέχεια, να επιβεβαιώσει – ή όχι – τις ανακαλύψεις τους σε ανθρώπινα νευρικά κύτταρα.
Πραγματικές θεραπευτικές παρεμβάσεις
Ένα κρίσιμο εύρημα, που επιβεβαιώθηκε και από τις δύο αυτές προσεγγίσεις, ήταν ότι τα προβλήματα στη σύναψη προκλήθηκαν από μια διαδικασία που ονομάζεται «Συγκεκριμένη αυτοφαγία». Αυτή η ανακάλυψη, πιστεύει ο Verstreken, θα μπορούσε να δημιουργήσει νέες ευκαιρίες για θεραπευτικούς στόχους στη θεραπεία νευρολογικών διαταραχών. «Μία από τις πιο συναρπαστικές καινοτομίες μας ήταν ότι μπορέσαμε να αναπτύξουμε εργαλεία που παρεμβαίνουν στα ελαττώματα που προκαλούνται από αυτήν τη διαδικασία σε συναπτικές επαφές, συμπεριλαμβανομένης της γνωστικής μείωσης», λέει. «Τώρα το επιδιώκουμε με την ελπίδα να αναπτύξουμε πραγματικές θεραπευτικές παρεμβάσεις».
Συναρπαστικές ερευνητικές ευκαιρίες
Αυτή η εργασία συνεχίζεται με ταχύ ρυθμό στο εργαστήριο του Verstreken. «Πρώτον, χρησιμοποιούμε προσεγγίσεις μεμονωμένων κυττάρων για να καθορίσουμε ποια κύτταρα στον εγκέφαλο επηρεάζονται περισσότερο από τις συναπτικές διαδικασίες που ανακαλύψαμε», εξηγεί. «Μια συναρπαστική ανακάλυψη ήταν να ανακαλύψουμε γιατί οι ασθενείς με νόσο του Πάρκινσον υποφέρουν από προβλήματα ύπνου.»
Ο Verstreken σχεδιάζει να επεκτείνει αυτήν τη συγκεκριμένη σειρά έρευνας στο μέλλον, αναζητώντας επιπλέον προσβεβλημένα κύτταρα στον εγκέφαλο των ασθενών. Αυτά μπορούν στη συνέχεια να μοντελοποιηθούν σε κατάλληλα συστήματα στο εργαστήριο, είτε, όπως σε αυτό το έργο, σε ζωντανά ζώα, είτε σε ανθρώπινους νευρώνες που προέρχονται από κύτταρα του δέρματος.
«Δεύτερον, όπως ανέφερα νωρίτερα, βρήκαμε έναν τρόπο να παρέμβουμε στα αποτελέσματα της« συναπτικής αυτοφαγίας »», συνεχίζει ο Verstreken. «Μπορούμε να το επιτύχουμε με χειρισμό πρωτεϊνών που είναι κεντρικές για τη διαδικασία και οι οποίες επίσης διαπιστώνεται ότι προκαλούν κίνδυνο για τη νόσο του Πάρκινσον όταν μεταλλάσσονται σε ασθενείς. Αναπτύσσουμε τώρα αποτελεσματικά εργαλεία για να το επιτύχουμε αυτό, μαζί με τους βιομηχανικούς μας εταίρους. ”
Οι συναρπαστικές ερευνητικές ευκαιρίες που δημιουργούνται από το έργο RobustSynapses άνοιξαν την πόρτα σε νέες προσεγγίσεις για νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν επί του παρόντος θεραπείες, ο προσδιορισμός πιθανών νέων οδών για νέες θεραπευτικές θα μπορούσε να έχει εξαιρετικά θετική επίδραση στην ανθρωπότητα. «Δεδομένου του μεγάλου αριθμού ατόμων που πάσχουν από νευροεκφυλισμό, ο αντίκτυπος θα μπορούσε να είναι πολύ μεγάλος», καταλήγει ο Verstreken.
