לפני עשור הציגו חוקרים מודל חדש לחקר מחלת האלצהיימר. המודל, המכונה "אלצהיימר בצלחת", משתמש בתרביות של תאי מוח בוגרים התלויים בג'ל כדי לשחזר את המתרחש במוח האנושי במשך 10 עד 13 שנים תוך שישה שבועות בלבד. אבל האם המודל באמת מייצר את אותם שינויים שמתרחשים בחולים? במחקר חדש, חוקרים מגנרל Mass Brigham, בשיתוף עם עמיתים במרכז הרפואי בית ישראל Deaconess (BIDMC), יצרו אלגוריתם כדי להעריך, בצורה בלתי משוחדת, עד כמה מודלים של מחלת אלצהיימר מחקים את התפקוד ואת דפוסי ביטוי הגנים שנראו. במוחם של החולים. התוצאות שלהם, שפורסמו ב עֲצָבוֹןלזהות מסלולים משותפים חיוניים, המאשרים שניתן להשתמש במודל של אלצהיימר בצלחת כדי להעריך תרופות חדשות בצורה מדויקת ומהירה, כמו גם להצביע על הדרך לגילוי תרופות.
המטרה שלנו היא למצוא את המודל הטוב ביותר עם הפעילות הכי דומה למה שאנחנו רואים במוחם של חולים עם מחלת אלצהיימר. פיתחנו מודל תרבית תאים תלת מימד לאלצהיימר לפני 10 שנים. כעת יש לנו את הנתונים שמראים שהמודל הזה יכול להאיץ את גילוי התרופות".
דו יאון קים, דוקטורט, מחבר בכיר שותף מהמחלקה לנוירולוגיה בבית החולים הכללי של מסצ'וסטס (MGH), חבר מייסד של מערכת הבריאות המוני כללי בריגהם
המחקר החדש התאפשר באמצעות שיתוף פעולה בין חוקרים בעלי מומחיות בנוירולוגיה ומערכות מונעות נתונים, במטרה משותפת למצוא טיפולים טובים יותר למחלת האלצהיימר (AD). במשך עשרות שנים, תחום חקר ה-AD מתמודד עם אתגרים בשל חלק מהמגבלות של מודלים של עכברים של המחלה, שאינם מפתחים פלאק עמילואיד או סימני היכר אחרים של AD הנראים בבני אדם. מודלים שונים פותחו על ידי קים ועמיתיו, אך עד כה לא ניתן היה לקבוע באיזו מידה מודלים אלו משקפים במדויק את השינויים המולקולריים והתפקודיים שנראו במוח.
"עמדנו בפני אתגר מהותי: להבין אילו מודלים באמת משקפים את המורכבות של אלצהיימר במוח האנושי", אמר מחבר בכיר וינסטון הייד, דוקטור מהמחלקה לפתולוגיה ב-BIDMC. "על ידי העברת המיקוד מגנים בודדים למסלולים הביולוגיים הרחבים יותר שהם מעצבים, יצרנו מערכת שמשנה את האופן שבו אנו מגלים ובודקים תרופות."
כדי לתת מענה לצורך זה, צוות המחקר, בראשות Pourya Naderi Yeganeah, PhD, ו-Sang Su Kwak, PhD, מחברים מובילים משותפים, פיתח פלטפורמה חדשה לניתוח מסלולים אינטגרטיביים (IPAA). הפלטפורמה יכולה לקבוע אילו מודלים משחזרים את השינויים התפקודיים שנראו ב-AD ולזהות את המסלולים הרלוונטיים ביותר לגילוי תרופות. במאמרם, החוקרים זיהו 83 מסלולים לא מווסתים שחולקו על פני דגימות מוח של חולים שנפטרו עם מחלת אלצהיימר ומודלים תאיים תלת מימדיים. החוקרים בחנו מסלול אחד-;p38 חלבון קינאז המופעל על ידי מיטוגן (MAPK)-; כהוכחה לרעיון, ובדקו תרופות המכוונות למסלול זה. מעניין, הם גילו כי מעכב p38 MAPK קליני, שעדיין לא נבדק בחולי AD, יעיל מאוד בהפחתת פתולוגיית AD בצלחת, מה שמדגיש את הפוטנציאל שלו לניסויים קליניים עתידיים. עוד יותר משכנע, הממצאים שלהם חורגים מעבר למסלול אחד – יכולת הפלטפורמה לזהות מטרות תרופות מבטיחות, בשילוב עם המהירות וההרחבה של אלצהיימר במודל מנה, מאפשרת בדיקה בו-זמנית של מספר תרופות כדי לזהות טיפולים פוטנציאליים. החוקרים כבר בדקו מאות תרופות ומוצרים טבעיים מאושרים תוך שימוש במודל של אלצהיימר בצלחת, מה שהכין את הבמה לניסויים קליניים.
"עכשיו יש לנו מערכת שלא רק מאפשרת לנו לבדוק תרופות חדשות במהירות, אלא גם פלטפורמה אלגוריתמית שיכולה לחזות אילו תרופות יעבדו הכי טוב". אמר שותף בכיר הסופר רודולף טנזי, PhD, מנהל מרכז McCance לבריאות המוח וגנטיקה וחקר ההזדקנות ב-MGH. "יחד, ההתקדמות הללו מקרבת אותנו למציאת תרופות טובות יותר ולהביאן לחולים".
