מנגנוני המוח לתיקון פגיעות הנגרמות כתוצאה מטראומה או מחלות ניווניות עדיין לא ידועות בפירוט. כעת, מחקר שנערך על ידי אוניברסיטת ברצלונה מתאר אסטרטגיה חדשה המבוססת על טיפול בתאי גזע שיכולים לשפר את התחדשות עצבית ונוירופלסטיות כאשר איבר חיוני זה פגום. התוצאות מגלות כי השימוש בגורם נוירוטרופי שמקורו במוח (BDNF), בשילוב עם טיפולי תאים מבוססי תאי גזע, יכול לעזור בטיפול במחלות ניווניות או פגיעות מוחיות.
המחקר, שפורסם ב כתב העת הבינלאומי למדעי מולקולריותמוביל פרופסור דניאל טורנרו והחוקר אלבה אורטגה, מהפקולטה למדעי הרפואה והבריאות והמכון למדעי המוח של אוניברסיטת ברצלונה (Ubneuro). המחקר כולל השתתפות מכריעה של קבוצה של סטודנטים UB שהוענקו לאחת ממדליות הזהב בתחרות הביולוגיה הסינתטית הבינלאומית IGEM 2024, התחרות הבינלאומית הביולוגית הבינלאומית החשובה ביותר לחוקרים צעירים.
שילוב טיפול תאים עם ייצור BDNF
BDNF הוא חלבון המסונתז בעיקר במוח וממלא תפקיד מפתח בהתפתחות עצבית ובפלסטיות סינפטית. מספר מחקרים תיארו את הפוטנציאל שלה לקדם הישרדות וצמיחה עצבית, ממצאים המורחבים כעת על ידי המחקר החדש.
"הממצאים מצביעים על כך ש- BDNF יכול לקדם את ההתבגרות ולהגדיל את פעילותם של נוירונים שנוצרו במעבדה מתאי עור תורם. תחילה יש לתכנת מחדש את תאי העור כדי להפוך לתאי גזע פלוריפוטנטיים (IPSCs), ואז להבדיל כדי להשיג תרבויות נוירון," אומר דניאל טורנרו, ממחלקת האובומדינציה של ה- Ubiberend.
באופן זה, המחקר משלב טיפול תאים עם ייצור BDNF באותם תאים. מחקר זה מאשר את ההשפעות המועילות של גורם צמיחה זה בתרבויות עצביות הנגזרות מתאי גזע אנושיים, אותם תאים המשמשים לטיפול בתאים לטיפול, למשל, שבץ מוחי במודלים של בעלי חיים.
"אסטרטגיה זו מיושמת ברמה ניסיונית כדי לתכנן טיפולי תאים ולייצר מודלים של מעבדה כדי לסייע בחקר מחלות מוח", אומר טורנרו. כאשר תאי אבות עצביים אלה (NPCs) משתנים לביטוי יתר של חלבון ה- BDNF, "אנו משיגים תרבויות עצביות בוגרות ופעילות יותר, מבלי לשנות את הארגון הרגיל של החיבורים שלהם או את הרשתות התפקודיות", מסביר החוקר אלבה אורטגה.
המחקר מתמקד בהיבטים התפקודיים יותר של התחדשות עצבית, כמו פעילות עצבית וייצור אקסון, המעורבים ישירות בשילוב תאים המושתלים במוח.
"בנוסף, תאים המייצרים BDNF מסוגלים למשוך אקסונים-התוספים המאפשרים תקשורת בין נוירונים-בצורה יעילה יותר. אפקט ההטמעה הכימית הזה יהיה קשור לייצור גורם זה", אומר החוקר.
היכולת של BDNF למשוך אקסונים צומחים תוארה בעבר. כעת, הצוות מראה השפעה זו לראשונה בנוירונים הנגזרים מתאי גזע אנושיים באמצעות מערכת שבבים מיקרו -פלואידית. טכנולוגיה חדשנית זו – עם שני תאים המבודדים אוכלוסיות של נוירונים עם או בלי היכולת לייצר BDNF – מאפשרת לגדל אוכלוסיות של נוירונים המתקשרים בערוצים קטנים ובכך להתבונן במדויק כיצד הם מתקשרים זה עם זה.
"התאים המייצרים BDNF מייצרים שיפוע ריכוז בערוצים אלה, שלדעתנו מדריכים ומאפשרים היווצרות תחזיות עצביות בכיוון ספציפי", אומר הסטודנט סנטיאגו ראמוס, המייצג את קבוצת התלמידים שתרמו נקודת מבט חדשנית לתכנון הרעיוני והניסיוני של המחקר.
משלים את היכולת הטבעית של המוח להתחדש
מחלות נוירו -ניווניות ופגיעות עצביות, הנמצאות יותר ויותר באוכלוסייה, הן אחד האתגרים העיקריים במערכות הבריאות. מכיוון שהיכולת ההתחדשות האנדוגנית של המוח האנושי מוגבלת מאוד, נגעים מחלימים באופן חלקי ורק מטופלים מושפעים נותרו לרוב עם רצפים מוטוריים וקוגניטיביים. בהקשר זה, יש צורך דחוף לתכנן אסטרטגיות המשלימות מנגנוני מוח אנדוגניים אלה עם טיפולים מבוססי תאי גזע אנושיים לקידום תיקון עצבי, שילוב תפקודי והתאוששות יעילה יותר.
בהקשר זה, הצוות מתכנן להעביר תוצאות אלה למודלים של בעלי חיים, קו מחקר שפותח במשך זמן מה במעבדה זו כדי לשפר את הטיפול בתאי הגזע האנושיים בנגעי שבץ מוחי איסכמי המשפיע על קליפת המוח.
יישום ההתקדמות הפרה -קלינית בקרב חולים יסמן נקודת מפנה בטיפול במחלות ניווניות רבות. עם זאת, עדיין ישנם מכשולים רבים ליישום טיפולים מבוססי תאי גזע והימנעות מתופעות לוואי פוטנציאליות (דור גידולים וכו '). כמה מחקרים קליניים בינלאומיים המבוססים על השתלת תאי גזע לטיפול בחולים במחלת פרקינסון (ביפן, שוודיה וארצות הברית) מראים תוצאות מבטיחות.
המומחים מסכמים כי "למרות שישנם אתגרים רבים, ההתקדמות במחקרים הקליניים של פרקינסון מראה כי אנו קרובים מתמיד ליישם טיפולים אלה בבטחה בחולים עם אירוע מוחי או מחלות עצביות אחרות".
