PDF Basket
Zaburzenia neurodegeneracyjne, takie jak między innymi choroba Alzheimera, choroba Parkinsona czy stwardnienie zanikowe boczne (ALS) dotykają mózgu, w związku z czym mogą powodować wiele problemów – od demencji, aż po paraliż.
„Zespół projektu RobustSynapses zajął się jednym z najbardziej palących problemów w medycynie – brakiem leków na którekolwiek z najważniejszych chorób neurodegeneracyjnych”, wyjaśnia główny badacz projektu RobustSynapses, Patrik Verstreken, dyrektor naukowy i lider grupy w Centrum Badań nad Mózgiem i Chorobami VIB Katolickiego Uniwersytetu Lowańskiego w Belgii. „Aby sprostać temu wyzwaniu, postanowiliśmy skupić się na najwcześniejszych etapach tych chorób”.
Skuteczniejsze leczenie
Mówiąc dokładnie, zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu RobustSynapses skoncentrował się na synapsach – niewielkich połączeniach pomiędzy zakończeniami komórek nerwowych w mózgu, które pozwalają na przekazywanie sygnałów między neuronami. Z powodu tej wyjątkowej funkcji, synapsy mają kluczowe znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania mózgu. Są również elementem, który w pierwszej kolejności ulega uszkodzeniu w przypadku choroby neurodegeneracyjnej i jej progresji.
W ramach tego wspieranego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projektu, Verstreken chciał lepiej zrozumieć, w jaki sposób funkcjonują synapsy i co może spowodować ich uszkodzenie. Według założonej przez badacza hipotezy, wiedza na ten temat może pewnego dnia umożliwić lekarzom wcześniejsze wykrycie progresji choroby, a także podjęcie skuteczniejszych interwencji na wcześniejszym etapie. Owocem takiego rozwiązania mogą być skuteczniejsze sposoby leczenia chorób, a także zmniejszenie dolegliwości odczuwanych przez pacjentów.
Prace zespołu projektowego zaczęły się od badania synaps muszek owocowych przy pomocy nowatorskich metod edycji genomu. „W ramach naszych badań odkryliśmy, że w synapsach działają specjalistyczne mechanizmy wymagane do usuwania dysfunkcyjnych odpadów”, dodaje Verstreken. „W przypadku, gdy proces zawiedzie, synapsy przestają działać, co powoduje problemy”.
Zespół postanowił zweryfikować swoje odkrycia w ramach badań in vitro ludzkich neuronów pozyskanych z komórek skóry pacjentów. Takie połączenie różnych metod i podejść umożliwiło zespołowi projektowemu zbadanie procesów zachodzących w synapsach w czasie rzeczywistym, a następnie potwierdzenie zbieżności odkryć z zachowaniem ludzkich komórek nerwowych.
Jednym z kluczowych odkryć, które udało się potwierdzić dzięki zastosowaniu obu tych podejść, było to, że problemy dotyczące synaps były wywoływane przez proces nazywany autofagią synaptyczną. Verstreken uważa, że dokonane przez zespół odkrycie może otworzyć drogę do opracowania nowych leków w terapii zaburzeń neurologicznych. „Jedną z naszych najbardziej ekscytujących innowacji było to, że wspólnie opracowaliśmy narzędzia wpływające na uszkodzenia spowodowane przez ten proces w kontaktach synaptycznych, powodujące spadek zdolności poznawczych”, twierdzi badacz. „Obecnie skupiamy się właśnie na tym obszarze, mając nadzieję, że dzięki temu uda się opracować nowe leki”.
Wyjątkowe możliwości badawcze
Prace w laboratorium Verstrekena trwają nadal. „Przede wszystkim wykorzystujemy metody oparte na pojedynczych komórkach, aby określić, których komórek w mózgu dotyczą w największym stopniu odkryte przez nas procesy synaptyczne”, wyjaśnia. „Jednym z najciekawszych odkryć było ustalenie, dlaczego pacjenci z chorobą Parkinsona cierpią na problemy ze snem”.
Verstreken planuje w przyszłości rozszerzyć te badania i dogłębniej zająć się zagadnieniem innych komórek dotkniętych przez chorobę w mózgach pacjentów. Takie komórki będą mogły następnie zostać wymodelowane w odpowiednich systemach w laboratorium z wykorzystaniem żywych zwierząt, jak miało to miejsce w przypadku tego projektu, lub neuronów ludzkich pochodzących z komórek skóry.
„Po drugie, jak już wcześniej wspomniałem, znaleźliśmy sposób na zakłócenie efektów autofagii synaptycznej”, dodaje Verstreken. „Możemy to osiągnąć poprzez manipulowanie białkami, które odgrywają kluczową rolę w tym procesie i zwiększają ryzyko wystąpienia choroby Parkinsona u pacjentów w przypadku ich mutacji. Obecnie pracujemy wspólnie z partnerami przemysłowymi nad opracowaniem skutecznych narzędzi, które posłużą do realizacji tego celu”.
Wyjątkowe możliwości badawcze, które zapoczątkował zespół projektu RobustSynapses, otworzyły drzwi do nowych metod leczenia chorób neurodegeneracyjnych. Biorąc pod uwagę fakt, że obecnie nie istnieją żadne leki zwalczające te choroby, identyfikacja możliwości opracowania nowych leków może mieć wyjątkowo pozytywny wpływ na całą ludzkość. „Biorąc pod uwagę, jak wiele osób cierpi na zaburzenia neurodegeneracyjne, wpływ wyników naszych prac może być naprawdę nieoceniony”, podsumowuje Verstreken.