Ar smegenų ligos bus pagydomos? Mokslininkai priartėjo prie revoliucinio sprendimo, kuris pakeis viską

Žmogaus smegenyse gyvuoja daugybė skirtingų neuronų, atliekančių skirtingas funkcijas. Kai kurie jų perduoda impulsus, susijusius su skausmu ar temperatūra, kiti koordinuoja judesius, emocijas ar atmintį. 

Svarbu suprasti, kad neuronai labai skiriasi ne tik savo forma, bet ir tuo, kaip jie veikia, kokius cheminius signalus naudoja ir kokiuose smegenų regionuose yra išsidėstę.

Iki šiol laboratorijose pavykdavo išauginti tik ribotą kiekį neuronų tipų. Tai ribojo galimybes tiksliai tirti specifines ligas, nes nebuvo aišku, ar sukurtos ląstelės atitinka tuos neuronų tipus, kurie yra paveikiami konkrečių ligų.

Kaip pavyko pasiekti tokį rezultatą?

Tyrėjų komanda, vadovaujama mokslininkės Barbaros Treutlein, naudojo vadinamąsias pluripotentines kamienines ląsteles. Tai ląstelės, kurios gali virsti bet kokiu žmogaus audiniu. Šiuo atveju, jos buvo gautos iš žmogaus kraujo ląstelių ir paverstos į neuroninius pirmtakus. Vėliau buvo aktyvuoti tam tikri genai, atsakingi už neuronų vystymąsi, ir pridėtos specialios molekulės, vadinamos morfogenais.

Morfogenai padeda nulemti, kokiu tipu virs kamieninė ląstelė. Jie veikia kaip signalai, kurie, priklausomai nuo jų koncentracijos, formuoja tam tikrą ląstelės likimą. Kiekviename eksperimente buvo naudojami skirtingi šių signalų deriniai, o jų poveikis buvo kruopščiai stebimas. Buvo sukurta beveik 200 skirtingų eksperimentinių sąlygų, o rezultatas per 400 nervinių ląstelių tipų.

Kaip tikrinama neuronų įvairovė?

Norint įsitikinti, kad tikrai išauginta daug skirtingų ląstelių rūšių, mokslininkai tyrė jų genetinį aktyvumą ir fizines savybes. Buvo analizuojama, kokios RNR molekulės aktyvios kiekvienoje ląstelėje, kaip jos atrodo mikroskopu, kokius ataugas turi, kokius signalus siunčia. Vėliau šie duomenys buvo lyginami su informacija apie tikrus žmogaus smegenų neuronus.

Tokiu būdu buvo galima nustatyti, kuriai nervų sistemos daliai priklauso išaugintos ląstelės, ar jos susijusios su skausmo, šilumos, judesio ar kitų pojūčių suvokimu. Tai padėjo patvirtinti, kad sukurta įvairovė atspindi realią žmogaus nervų sistemą.

Kuo tai svarbu medicinai?

Nors iki galutinio tikslo, kuris yra atkurti visas žmogaus smegenų ląsteles, dar liko daug darbo, ši pažanga suteikia mokslininkams gerokai daugiau galimybių nei anksčiau. Dabar galima kurti tikslesnius ligų modelius, kuriuose būtų naudojami būtent tie neuronų tipai, kurie yra pažeidžiami konkrečiose ligose.

Tokie modeliai padeda geriau suprasti ligos eigą, bandyti naujus vaistus ir vertinti jų poveikį tiesiogiai ląstelėse, be gyvūnų bandymų. Tai ne tik pagreitina mokslą, bet ir mažina etines dilemas bei tyrimų kaštus.

Ateities galimybės, terapija ląstelėmis

Ilgalaikėje perspektyvoje tikimasi, kad šios technologijos galės būti taikomos gydant žmones. Viena iš idėjų yra pakeisti pažeistas ar mirusias smegenų ląsteles naujomis, išaugintomis laboratorijoje. Tačiau šiam tikslui dar reikia išmokti auginti kiekvieną neuronų tipą atskirai ir tiksliai. Šiuo metu tyrėjai dažnai gauna kelių tipų ląstelių mišinį, todėl ieškoma būdų, kaip užtikrinti gryną rezultatą.

Nervinių ląstelių įvairovės atkūrimas laboratorijoje yra ne tik mokslinis iššūkis, bet ir didžiulė galimybė. Šis proveržis leidžia tikėtis, kad ateityje pavyks sukurti ne tik vaistus nuo Alzheimerio ar Parkinsono ligų, bet ir veiksmingas ląstelių terapijas. Žingsnis po žingsnio, mokslas artėja prie tikslinės ir individualizuotos neurologinių ligų diagnostikos bei gydymo.