Komórki macierzyste mogą pomóc w identyfikacji nowych leków na schizofrenię

Nadmierny stan zapalny i nieprawidłowa aktywność układu odpornościowego w mózgu mogą mieć poważne konsekwencje i doprowadzać do rozwoju zaburzeń psychicznych i neurodegeneracyjnych. Udowodniono, że osoby ze schizofrenią mają wyższy poziom białka odpornościowego C4 w mózgu, a niektóre typy białka C4 są powiązane ze zwiększonym ryzykiem rozwoju tego schorzenia. Chociaż terapie, które zmniejszają poziomy C4 i stany zapalne w mózgu, mogą przynosić korzyści pacjentom ze schizofrenią, żadne z nich nie są obecnie dostępne.

Naukowcy w USA opracowali technikę wytwarzania dużych ilości ludzkich astrocytów (komórki gleju) z komórek macierzystych. Astrocyty odpowiadają za wydzielanie białka odpornościowego C4, co być może otworzy nową drogę do opracowania skutecznych metod leczenia schizofrenii.

Astrocyty, białko C4 i schizofrenia – co je łączy?

W nowym badaniu, którego wyniki opublikowano w magazynie akademickim „Stem Cell Reports”, naukowcy wskazują, w jaki sposób różnice genetyczne mogą być związane z wyższym ryzykiem wystąpienia schizofrenii. Różnice te wpływają na białko zwane składową C4 lub dopełniaczem. Jest ono bardziej aktywne w mózgach osób ze schizofrenią. Aby przygotować skuteczną terapię obniżającą poziom C4, naukowcy najpierw opracowali metodę tworzenia dużych ilości ludzkich astrocytów z komórek macierzystych. Dlaczego? Astrocyty są odpowiedzialne m.in. za syntezę dopełniacza, a ponadto komórki te – komunikując się między sobą i z neuronami – wydzielają oraz wychwytują neuroprzekaźniki. Są także częścią układu odpornościowego mózgu. Mózg osoby cierpiącej z powodu schizofrenii charakteryzuje się również mniejszą liczbą połączeń między pewnymi komórkami mózgowymi. Niektórzy badacze uważają, że białko C4 może być zaangażowane także w usuwanie tych połączeń.

Jak wyglądał eksperyment?

Aby zbadać składową C4 i astrocyty, naukowcy wykorzystali specjalną technikę do wytworzenia ludzkich astrocytów z komórek macierzystych. Zespół zbadał także 464 preparaty i zidentyfikował niewielką grupę około 20 leków, które zmniejszały wydzielanie C4 z astrocytów. Badaczom udało się znaleźć takie leki, które mogą również kontrolować dopełniacz. Preparaty te były skuteczne zarówno w stosunku do zdrowych astrocytów, jak i tych pochodzących z komórek macierzystych pacjentów ze schizofrenią. Opisywane badanie przedstawia nowe możliwości badania odpowiedzi zapalnych i ich mechanizmów regulacji w ludzkich astrocytach.

Potencjał terapeutyczny badania

Od pewnego czasu wiadomo, że obecność stanów zapalnych odgrywa znaczącą rolę w utrzymaniu zdrowia psychicznego. W ostatnich latach FDA (Agencja ds. Leków i Żywności, ang. Food and Drug Administration) dopuściła do stosowania leki immunologiczne wykorzystywane w terapii schorzeń neurodegradacyjnych takich jak chociażby choroba Alzheimera. Badanie nad białkiem C4 pomogło między innymi zidentyfikować kilka pozostałych szlaków zapalnych, które prawdopodobnie biorą udział w patogenezie innych chorób psychicznych, co pomoże w przyszłych badaniach nad opracowywaniem leków.

Tworząc astrocyty z pluripotencjalnych komórek macierzystych, naukowcy mogli zbadać, w jaki sposób te komórki mózgowe funkcjonują i wchodzą w interakcje z innymi komórkami w mózgu. W przyszłości może to pomóc dowiedzieć się więcej o tym, jak działa mózg, oraz zrozumieć i leczyć choroby związane z właściwą pracą tego organu.