Progresele studiilor asupra organoidelor cerebrale pe ISS în direcția unor noi tratamente
Cercetările realizate cu organoide cerebrale umane pe Stația Spațială Internațională (ISS) au condus la inițierea unui studiu clinic pentru o terapie potențială destinată sindromului Rett, o afecțiune neurologică debilitantă la copii.
În prezent, oamenii de știință își extind abordarea bazată pe spațiu pentru a studia alte boli cerebrale, cu scopul de a descoperi noi tratamente.
Organoidele cerebrale cultivate în laboratorul lui Alysson Muotri se grupează într-un recipient de cultură.
O nouă caracteristică din revista oficială a ISS National Laboratory® urmărește două echipe de cercetare care utilizează organoide cerebrale în spațiu pentru a studia sindromul Rett, boala Parkinson, scleroza multiplă, boala Alzheimer și alte afecțiuni neurologice.
Organoidele cerebrale sunt modele mici, tridimensionale, cultivate din celule stem umane, care permit cercetătorilor să observe cum se dezvoltă, comunică și răspund celulele cerebrale la boli și la tratamentele potențiale. Deși laboratoarele le construiesc diferit în funcție de scopuri, rezultatele pot varia între modele. Totuși, cercetarea organoidelor cerebrale în spațiu a evoluat de la câteva studii exploratorii la un corp mai amplu de dovezi care include multiple echipe și boli.
„Ceea ce ne-a atras atenția nu a fost un singur rezultat. A fost observarea unor tipare similare care apar în diferite investigații conduse de echipe diverse, în misiuni diferite, folosind diferite designuri experimentale și modele de boli.”
La Universitatea din California San Diego, Alysson Muotri a constatat că organoidele cerebrale trimise pe stația spațială au arătat modificări moleculare asociate cu îmbătrânirea și neurodegenerarea mai repede decât modelele comparabile de pe Pământ. În organoidele realizate din celulele copiilor cu sindrom Rett, echipa sa a descoperit că elementele genetice de obicei inactive s-au activat, declanșând inflamația în celulele de suport ale creierului.
Această descoperire a condus cercetătorii să testeze lamivudina, un medicament antiretroviral dezvoltat pentru HIV, ca o posibilă metodă de reducere a inflamației. Această cercetare a ajutat ulterior la inițierea unui studiu clinic pentru pacienții cu sindrom Rett. Dacă lamivudina va trece prin studiile clinice, Muotri consideră că ar putea fi primul tratament medicamentos pentru o afecțiune neurologică descoperit prin cercetări spațiale.
Echipele de cercetare din cadrul National Stem Cell Foundation desfășoară o serie de investigații corelate. Pe parcursul a șase misiuni, echipa a trimis organoide neuronale realizate din celulele persoanelor cu boala Parkinson și scleroză multiplă progresivă primară. Cercetătorii au observat constant modificări în rețelele genetice asociate cu neurodegenerarea și folosesc acum modelele pentru a studia modul în care terapiile potențiale afectează celulele cerebrale în orbita terestră.
Experimentele viitoare sunt așteptate să includă modele pentru boala Alzheimer și metode mai eficiente de studiere a celulelor provenite de la mai mulți pacienți simultan. O abordare, cunoscută sub numele de organoid „sat”, ar putea permite oamenilor de știință să compare modul în care persoanele cu fundaluri genetice diferite răspund la același tratament, fără a necesita un experiment separat pentru fiecare pacient.
Oamenii de știință continuă să lucreze pentru a înțelege de ce unele schimbări biologice apar mai repede sau mai clar în spațiu. După ani de testare a ceea ce pot revela modelele realizate din celule stem umane și neuroni în orbită, cercetătorii își pun acum o întrebare mai practică: pot aceste modele ajuta la identificarea tratamentelor mai repede?
