Τα γενετικά μεταλλαγμένα κύτταρα που θέλουν να "καθαρίσουν" το Αλτσχάιμερ

Τι ακριβώς συμβαίνει σε έναν εγκέφαλο που πάσχει από την «επιδημία του 21ου αιώνα» και πως η γενετική μηχανική ανοίγει νέους δρόμους για την αντιμετώπισή της.

Αν και το Αλτσχάιμερ περιγράφεται από την επιστημονική κοινότητα ως η «επιδημία του 21ου αιώνα», για πολλούς ανθρώπους η εν λόγω ασθένεια παραμένει μια αχαρτογράφητη περιοχή. Τι είναι λοιπόν αυτή η νόσος που αφήνει τους ασθενείς με άδεια μάτια, να επαναλαμβάνουν τις ίδιες ερωτήσεις;

Αν φανταστούμε τον εγκέφαλο ως μία υπερ-συνδεδεμένη μητρόπολη, στην ακμή της, η πληροφορία ρέει ομαλά σε εκατομμύρια σύνθετες οδικές αρτηρίες, το ηλεκτρικό δίκτυο λειτουργεί χωρίς διακοπή και κάθε συνοικία επικοινωνεί αδιάλειπτα με τις υπόλοιπες. Ωστόσο, όλα αλλάζουν όταν η υπηρεσία καθαριότητας αποφασίζει να απεργήσει.

Στην αρχή, μερικές σακούλες σκουπιδιών συσσωρεύονται στα σοκάκια. Στη συνέχεια, ολόκληροι δρόμοι γίνονται αδιάβατοι. Τελικά, τα βουνά των απορριμμάτων μπλοκάρουν τις υπηρεσίες έκτακτης ανάγκης, κόβουν τις γραμμές ρεύματος και στερούν από ολόκληρες γειτονιές τα απαραίτητα αγαθά. Η πόλη δεν καταρρέει από κάποια εξωτερική επίθεση, αλλά λυγίζει υπό το βάρος των αμάζευτων απορριμμάτων της.

Αυτό ακριβώς συμβαίνει σε έναν εγκέφαλο που πάσχει από τη νόσο Αλτσχάιμερ.

Τοξικά απορρίμματα και νοητική έκπτωση

Σε έναν υγιή εγκέφαλο, η καθημερινή νευρωνική δραστηριότητα παράγει μεταβολικά υπολείμματα. Την «καθαριότητα», λοιπόν, αναλαμβάνουν τα ανοσοκύτταρα του εγκεφάλου που ονομάζονται μικρογλοιακά κύτταρα, ενώ τα αστεροειδή υποστηρικτικά κύτταρα, γνωστά ως αστροκύτταρα, βοηθούν στη διατήρηση των νευρικών συνδέσεων.

Σε έναν εγκέφαλο που πλήττεται από Αλτσχάιμερ, μια κολλώδης πρωτεΐνη που ονομάζεται βήτα-αμυλοειδές αρχίζει να συσσωρεύεται δημιουργώντας αυτό που οι ερευνητές και οι ερευνήτριες ονομάζουν αμυλοειδείς πλάκες. Τελικά, τα τοξικά απορρίμματα ξεπερνούν τη φυσική άμυνα του εγκεφάλου. Τα μικρογλοιακά κύτταρα εξαντλούνται, τα σκουπίδια συσσωρεύονται, ο εγκέφαλος επηρεάζεται και το μυαλό αρχίζει να φθίνει.

Από τη νευρολογία στην ογκολογία;

Οι φαρμακευτικές εταιρείες προσπαθούν εδώ και δεκαετίες να βρουν λύσεις σε αυτήν τη «συσσώρευση εγκεφαλικών σκουπιδιών», χωρίς σημαντικά αποτελέσματα. Εντούτοις, πρόσφατα, μία ερευνητική ομάδα από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Ουάσινγκτον (WashU Medicine), ακολούθησε μια ριζοσπαστική προσέγγιση, αντλώντας έμπνευση από την ογκολογία και τις πρόσφατες εξελίξεις για την αντιμετώπιση των καρκίνων του αίματος. Ειδικότερα, στράφηκαν στην επαναστατική κυτταρική θεραπεία CAR-T, η οποία αξιοποιεί το ανοσοποιητικό του ίδιου του ασθενούς «εξοπλίζοντας» τα κύτταρά του για την αντιμετώπιση της πάθησής του.

Αντί, λοιπόν, να βασιστούν στα εξαντλημένα μικρογλοία, στράφηκαν στα αστροκύτταρα, τα αστεροειδή υποστηρικτικά κύτταρα που αποτελούν την πλειονότητα του κυτταρικού πληθυσμού του εγκεφάλου. Όπως προαναφέραμε, παρόλο που τα αστροκύτταρα βοηθούν στη διατήρηση των νευρικών συνδέσεων, δεν είναι εκ φύσεως εξοπλισμένα για να μεταφέρουν τα βαριά τοξικά απορρίμματα του εγκεφάλου.

Χρησιμοποιώντας τη γενετική μηχανική, οι επιστήμονες επαναπρογραμμάτισαν τα αστροκύτταρα, αναβαθμίζοντάς τα βιολογικά, με έναν Συνθετικό Υποδοχέα Αντιγόνου (CAR).

Αναβαθμίζοντας το «συνεργείο καθαρισμού»

Ο εξοπλισμός των αστροκυττάρων με το σύστημα CAR τα μεταμόρφωσε από παθητικούς παρατηρητές σε ένα υπερ-αποδοτικό «συνεργείο καθαρισμού». Όπως στην ογκολογία, τα ανοσοκύτταρα αναπρογραμματίζονται ώστε να εντοπίζουν και να «τρώνε» τον καρκίνο, τα εγκεφαλικά αστροκύτταρα αναπρογραμματίστηκαν ώστε να εντοπίζουν και να «καθαρίζουν» τις «κολλώδεις» πλάκες που προκαλούν τη νόσο Αλτσχάιμερ.

Η θεραπεία δοκιμάστηκε σε ποντίκια που έπασχαν από τη νόσο. Μία μόνο ένεση ήταν αρκετή για να εμποδίσει τον σχηματισμό συστάδων αμυλοειδούς στον εγκέφαλο κατά τα αρχικά στάδια της ασθένειας. Από την άλλη, σε ποντίκια των οποίων οι εγκέφαλοι ήταν ήδη γεμάτοι με τις τοξικές πλάκες, η θεραπεία μείωσε τα επίπεδα αμυλοειδούς περίπου στο μισό.

Εντούτοις, ενώ τα αποτελέσματα σε ποντίκια είναι θεαματικά, οι δοκιμές σε ανθρώπους αποτελούν ένα σημαντικό επόμενο βήμα, καθώς θα πρέπει να διασφαλιστεί ότι τα γενετικά μεταλλαγμένα αστροκύτταρα θα είναι εξίσου αποδοτικά, χωρίς, παραδείγματος χάρη, να «καθαρίσουν» κατά λάθος υγιή τμήματα του εγκεφάλου ή να προκαλέσουν φλεγμονή.

Γι’ αυτό και ο βασικός συγγραφέας της μελέτης¹, Marco Colonna, Καθηγητής Παθολογίας στο WashU Medicine, εκτιμά ότι παρόλο που χρειάζεται να γίνει περισσότερη δουλειά για τη βελτιστοποίηση της προσέγγισης και την αντιμετώπιση πιθανών παρενεργειών, αυτά τα αποτελέσματα ανοίγουν νέους δρόμους τόσο στη νευρολογία όσο και στην ογκολογία.

Η ομάδα έχει ήδη καταθέσει αίτηση κατοχύρωσης της εν λόγω ευρεσιτεχνίας, ενώ ετοιμάζεται να διερευνήσει την αξιοποίησή της στην αντιμετώπιση όγκων του εγκεφάλου και άλλων ασθενειών του κεντρικού νευρικού συστήματος. Μπορεί, λοιπόν, να μη γνωρίζουμε ακόμη με βεβαιότητα εάν τα γενετικά μεταλλαγμένα κύτταρα θα μας βοηθήσουν να «καθαρίσουμε» μια και καλή το Αλτσχάιμερ, καταπώς όμως φαίνεται, η γενετική μηχανική έχει ήδη ανοίξει νέους δρόμους για την αντιμετώπιση της «επιδημίας του 21ου αιώνα» – και όχι μόνο.

¹ Targeting amyloid-β pathology by chimeric antigen receptor astrocyte (CAR-A) therapy