Tim naučnika iz Istraživačkog instituta Njujorške fondacije za matične ćelije (NISCF) i Univerziteta Case Vestern Reserve kreirao je najveću kolekciju modela matičnih ćelija pacijenata sa multiplom sklerozom (MS) i koristio ih da identifikuje jedinstvene načine na koje se glija – integralna. podržavaju ćelije u mozgu – doprinose bolesti.
Studija, objavljena danas u Cell Stem Cell, prva je koja izveštava da glijalne ćelije pacijenata sa MS-om imaju intrinzična obeležja bolesti, nezavisno od uticaja imunog sistema, što ukazuje na moć matičnih ćelija za otkrivanje nove biologije bolesti i na potrebu za nove vrste MS terapija.
MS je autoimuna bolest koja se javlja kada imuni sistem tela greškom napadne zaštitne mijelinske ovojnice koje okružuju nerve u mozgu i kičmenu moždinu, što dovodi do značajnog neurološkog invaliditeta.
„Većina istraživanja i terapijskih strategija do sada se fokusirala na blokiranje prekomerno aktivnog imunog sistema, ali kako ćelije u samom mozgu, posebno glia, doprinose inicijaciji i napredovanju MS, ostala je misterija“, objasnila je Valentina Fossati, dr. NISCF viši istraživač istraživač koji je vodio studiju.
Tim je iskoristio moć NISCF-ovih platformi za automatizaciju da stvori indukovane pluripotentne matične ćelije (iPSC) iz biopsija kože pojedinaca sa MS, što je rezultiralo najvećom kolekcijom linija matičnih ćelija pacijenata sa MS do sada, koje obuhvataju različite kliničke podtipove. Zatim su pretvorili iPSC u glijalne ćelije – koje uključuju oligodendrocite i astrocite – da bi istražili njihovu ulogu u bolesti.
„Generisanjem kultura obogaćenih glijom iz matičnih ćelija, uspeli smo da proučavamo njihovu ulogu u MS nezavisno od složenog okruženja u telu, koje se stalno menja prisustvom imunih ćelija i upalnih signala“, nastavio je dr Fosati.
Koristeći profilisanje ekspresije gena u jednoj ćeliji, naučnici su otkrili da kulture glije dobijene iz matičnih ćelija ljudi sa primarno progresivnom MS (posebno teškim oblikom bolesti) sadrže manje oligodendrocita. Oligodendrociti su odgovorni za proizvodnju mijelina, zaštitnog omotača oko nervnih vlakana koji se gubi u MS.
„Ovo zapažanje dovodi u pitanje konvencionalno shvatanje MS-a kao isključivo vođene disfunkcijom imunog sistema, sugerišući da bolest takođe može biti podstaknuta procesima koji potiču iz samog mozga“, primetio je Paul Tesar, dr Donald i Rut. Veber Goodman, profesor inovativne terapije i direktor Instituta za glijalne nauke na Medicinskom fakultetu Univerziteta Case Vestern Reserve, i NISCF-Robertsonov istraživač matičnih ćelija Alumnus, koji je zajedno vodio studiju.
Tim je takođe primetio da je skup gena povezanih sa imunološkim i inflamatornim funkcijama bio posebno aktivan u kulturama glija dobijenih matičnim ćelijama pacijenata sa MS, što odgovara onome što vide u uzorcima mozga umrlih osoba sa MS. Štaviše, naučnici NISCF-a su iskoristili svoja najnovija dostignuća u veštačkoj inteligenciji kako bi otkrili razlike u astrocitima koje ljudsko oko ne može lako videti.
„Činjenica da glija stvorena od matičnih ćelija pokazuje slične karakteristike kao glija u mozgu pacijenata sa MS pokazuje nam da modeli matičnih ćelija pružaju prilično tačan odraz onoga što se dešava u mozgu živih pacijenata i da ih možemo koristiti da bismo stekli važne uvide u ovu bolest“, dodao je dr Fosati.
Zbog autoimune aktivnosti kod MS, mnoge trenutne terapije ciljaju na imuni sistem. Ovi lekovi pomažu u smanjenju učestalosti imunoloških napada, ali nažalost nisu u mogućnosti da spreče neurodegeneraciju koja pokreće napredovanje bolesti.
Nalazi studije otvaraju nove mogućnosti za lečenje MS. Identifikovanjem specifičnih ponašanja glijalnih ćelija koje doprinose bolesti, istraživači sada mogu istražiti potencijalne terapije koje direktno ciljaju ove ćelije. Ovo bi moglo dovesti do efikasnijih tretmana koji prevazilaze jednostavno suzbijanje imunog sistema i pružaju novu nadu pacijentima.
„Naši nalazi predstavljaju značajan korak napred u našem razumevanju MS i naglašavaju ogroman potencijal glije kao mete za terapeutsku intervenciju koja bi mogla da transformiše pejzaž lečenja za mnoge pacijente“, primetio je dr Tesar.
Ova studija je omogućena zahvaljujući moćnoj kombinaciji jedinstvenih mogućnosti NISCF-a za modeliranje bolesti na bazi matičnih ćelija velikih razmera i stručnosti Tesar laboratorije u proučavanju glije kod neuroloških bolesti i razvoju novih lekova. Pacijenti su regrutovani u Corinne Goldsmith Dickinson Centru za multiplu sklerozu kroz saradnju sa Ilanom Katz Sand, MD, pomoćnicom direktora CGD centra za MS, i Patrizia Casaccia, MD, Ph.D., sada direktorom Inicijative za neurologiju Centar za napredna naučna istraživanja u CUNI postdiplomskom centru.
„Ova studija je izuzetan primer timske nauke“, rekla je Jennifer J. Raab, predsednica i izvršna direktorka NISCF. „Upravo kroz jedinstvenu saradnju poput ove možemo još brže krenuti ka novim tretmanima za glavne bolesti našeg vremena koje su pacijentima hitno potrebne.
Eksperimente su vodili prvi autori Benjamin Claiton, dr., saradnik u tranziciji u karijeri Nacionalnog društva za multiplu sklerozu i novoimenovani docent na Medicinskom fakultetu Case Vestern Reserve, i Lilianne Barbar, bivša pripravnica u Tesar i Fossati labs koji je sada MD/Ph.D. student na Univerzitetu Vašington u Sent Luisu.
