Nanoparticulele regenerează neuronii și îmbunătățesc cogniția la șoarecii cu Alzheimer
Creierul uman adult are o capacitate limitată de a repara sau regenera neuronii pierduți din cauza bolii Alzheimer, cea mai frecventă formă de demență.
Tratamentele existente pot încetini progresia bolii, dar nu inversează declinul cognitiv. Un studiu publicat în jurnalul Cell Biomaterials pe 26 august arată că nanoparticulele concepute pot nu doar să regenereze neuronii în organoide cerebrale umane, ci și să restaureze circuitele neuronale și să îmbunătățească cogniția la șoareci.
Noii neuroni pot deveni maturi și pot supraviețui. De asemenea, s-a confirmat o densitate neuronală semnificativ mai mare în creierul șoarecilor tratați.
Peisheng Xu, autor corespunzător, profesor de farmaceutică la Universitatea din Carolina de Sud, a studiat un sistem de nanogel polimeric numit Nano-ERASER, care utilizează anticorpi pentru a degrada proteinele țintă. Sistemul a fost aplicat pentru a pătrunde în bariera hematoencefalică și a intra în astrocte, celule de suport în sistemul nervos central. În interiorul astroctelor, Nano-ERASER a desfășurat anticorpi pentru a descompune o proteină numită PTBP1, determinând astroctele să se transforme în neuroni.
Comparativ cu instrumentele de editare genetică precum CRISPR, Nano-ERASER nu modifică ADN-ul, iar reprogrămarea celulară este reversibilă.
„Sperăm că aceasta poate fi mai eficientă și, de asemenea, mai sigură”, spune Xu. „Nu trebuie să ne îngrijorăm cu privire la posibilele efecte secundare cauzate la nivel genetic.”
În primul rând, cercetătorii au aplicat Nano-ERASER la culturi de astrocte umane, precum și la organoide umane concepute pentru a imita creierele afectate de boala Alzheimer. În ambele modele, nivelurile de PTBP1 au fost reduse, ceea ce a determinat conversia astroctelor în neuroni. Testele ulterioare au arătat că acești noi neuroni erau funcționali.
Apoi, echipa a tratat șoarecii cu boala Alzheimer. Pe parcursul mai multor săptămâni, abilitățile lor de cuibărit s-au recuperat, iar aceștia au completat un labirint acvatic mai eficient decât înainte, sugerând o îmbunătățire a învățării și memoriei. În plus, creierele șoarecilor au prezentat o densitate neuronală crescută și o reducere a neuroinflamației și acumulării de proteină amiloid-beta, un semn distinctiv al bolii Alzheimer.
„După doar două injecții, acești șoareci au devenit mai inteligenți”, afirmă Xu. „Chiar și după o singură injecție, am observat deja comportamente diferite față de cele ale șoarecilor netratați.”
Aceste descoperiri reprezintă un pas important în neuroștiința regenerativă, spune Xu, în parte pentru că cercetările anterioare au discutat dacă suprimarea PTBP1 ar putea induce neuroregenerarea in vivo.
Deși acest studiu nu demonstrează că Nano-ERASER tratează boala Alzheimer la oameni, Xu afirmă că oferă o direcție pentru o posibilă soluție. El și colegii săi intenționează să evalueze platforma pentru eficiența pe termen lung, să o testeze la primate nonumane și, într-o zi, să înceapă studii clinice pe oameni.
„Dacă putem avansa aceasta în clinică, atunci putem avea speranță pentru pacienții cu boala Alzheimer”, spune Xu.
