บทความอายุยืน

ยีนบำบัดช่วยซ่อมแซมความเสียหายหลังโรคหลอดเลือดสมอง

เซลล์ประสาท
  • เซลล์ glial คือเซลล์สนับสนุนสมองที่สามารถเปลี่ยนเป็นเซลล์ประสาทได้ด้วยการบำบัดด้วยยีน ซึ่งจะซ่อมแซมความเสียหายหลังโรคหลอดเลือดสมองในแบบจำลองของหนู

  • การบำบัดด้วยยีนนี้ใช้ยีน neurod1 และอาจเป็นวิธีใหม่ในการรักษาโรคหลอดเลือดสมอง โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่ไม่สามารถรับการรักษาโรคหลอดเลือดสมองได้ในทันที

  • การสร้างเซลล์ประสาทที่หายไปใหม่เป็นวิธีสำคัญที่เราสามารถฟื้นตัวจากโรคหลอดเลือดสมองได้

บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกใน penn state eberly college of science news

การบำบัดด้วยยีนแบบใหม่จะเปลี่ยนเซลล์ glial ซึ่งเป็นเซลล์สนับสนุนที่มีอยู่มากมายในสมองให้เป็นเซลล์ประสาท ซ่อมแซมความเสียหายที่เป็นผลมาจากโรคหลอดเลือดสมอง และปรับปรุงการทำงานของมอเตอร์ในหนูอย่างมีนัยสำคัญ บทความที่อธิบายการบำบัดแบบใหม่ซึ่งใช้ยีน neurod1 ปรากฏออนไลน์ในวารสาร molecular therapy เมื่อได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมแล้ว การบำบัดด้วยยีนที่ใช้ neurod1 นี้อาจใช้ในการรักษาโรคหลอดเลือดสมอง ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของความพิการในสหรัฐอเมริกา โดยมีผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองรายใหม่ 800,000 รายทุกปี

“การรักษาโรคหลอดเลือดสมองในปัจจุบันมีกรอบเวลาที่แคบ โดยทั่วไปภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากเกิดโรคหลอดเลือดสมอง” ผู้เขียนนำ Yuchen Chen นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Penn State กล่าว “ผู้ป่วยจำนวนมากไม่สามารถรับการรักษาได้ทันเวลา และเป็นผลให้มักต้องทนทุกข์ทรมานจากความพิการถาวรที่เกิดจากการสูญเสียเส้นประสาทที่ไม่สามารถรักษาให้หายได้ มีความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาวิธีการรักษาแบบใหม่เพื่อสร้างเซลล์ประสาทใหม่และฟื้นฟูการทำงานของสมองที่สูญเสียไปในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมอง”

สมองของมนุษย์มีเซลล์ประสาทประมาณ 86 พันล้านเซลล์ แม้ว่าโรคหลอดเลือดสมองขนาดเล็กสามารถทนได้ แต่โรคหลอดเลือดสมองในระดับปานกลางที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียเซลล์ประสาทหลายพันล้านเซลล์ทำให้เกิดผลเสียซึ่งไม่สามารถฟื้นตัวได้เองตามธรรมชาติ

"ดังนั้น คำถามสำคัญที่ยังไม่มีคำตอบในสาขาการฟื้นฟูระบบประสาทก็คือ เราจะสร้างเซลล์ประสาทใหม่นับพันล้านเซลล์ในสมองของผู้ป่วยหลังเกิดโรคหลอดเลือดสมองได้อย่างไร" Gong Chen ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาและ Verne M. Willaman ประธานสาขาวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ Penn State และผู้นำทีมวิจัยกล่าว “อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดในการซ่อมแซมสมองก็คือเซลล์ประสาทไม่สามารถสร้างตัวเองขึ้นมาใหม่ได้ การทดลองทางคลินิกหลายครั้งเกี่ยวกับโรคหลอดเลือดสมองล้มเหลวในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ส่วนใหญ่เป็นเพราะไม่มีการทดลองใดที่สามารถสร้างเซลล์ประสาทใหม่ได้มากพอที่จะเติมเต็มเซลล์ประสาทที่หายไป”

กง เฉิน และทีมงานของเขาเป็นผู้บุกเบิกแนวทางใหม่ในการสร้างเซลล์ประสาทเชิงฟังก์ชันขึ้นมาใหม่โดยใช้เซลล์เกลีย ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ที่ล้อมรอบเซลล์ประสาททุกเซลล์ในสมองที่ให้การสนับสนุนที่จำเป็นแก่เซลล์ประสาท เซลล์เกลียต่างจากเซลล์ประสาทตรงที่สามารถแบ่งตัวและสร้างใหม่ได้เอง โดยเฉพาะหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง

“ผมเชื่อว่าการเปลี่ยนเซลล์เกลียที่มีอยู่ในสมองให้เป็นเซลล์ประสาทใหม่เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการเติมเต็มเซลล์ประสาทที่หายไป” กงเฉินกล่าว “เซลล์เกลียเหล่านี้เป็นเพื่อนบ้านของเซลล์ประสาทที่ตายแล้วในสมอง และมีแนวโน้มที่จะแบ่งปันเชื้อสายเซลล์บรรพบุรุษเดียวกัน”

ก่อนหน้านี้ ทีมงานของกง เฉิน รายงานว่า neurod1 ปัจจัยทางพันธุกรรมเพียงตัวเดียวสามารถเปลี่ยนเซลล์เกลียให้เป็นเซลล์ประสาทที่ทำงานได้ภายในสมองของหนูที่เป็นโรคอัลไซเมอร์ได้โดยตรง แต่จำนวนเซลล์ประสาททั้งหมดที่สร้างขึ้นนั้นมีจำกัด ทีมวิจัยเชื่อว่าการฟื้นฟูอย่างจำกัดนี้เกิดจากระบบรีโทรไวรัสที่ใช้ในการส่ง neurod1 ไปยังสมอง ในการศึกษาปัจจุบัน ทีมวิจัยได้ใช้ระบบไวรัส aav ซึ่งปัจจุบันเป็นทางเลือกแรกสำหรับการบำบัดด้วยยีนในระบบประสาท เพื่อส่ง neurod1 เข้าไปในเยื่อหุ้มสมองสั่งการของเมาส์ที่เป็นโรคหลอดเลือดสมอง

เซลล์ประสาทจำนวนมากตายหลังเกิดโรคหลอดเลือดสมอง แต่เซลล์เกลียที่ยังมีชีวิตอยู่สามารถขยายตัวและก่อให้เกิดแผลเป็นเกลียในบริเวณที่เป็นโรคหลอดเลือดสมองได้ ระบบ aav ได้รับการออกแบบมาเพื่อแสดง neurod1 เป็นพิเศษในเซลล์ไกลเลียที่ก่อตัวเป็นแผลเป็น และเปลี่ยนให้เป็นเซลล์ประสาทโดยตรง เทคโนโลยีการแปลง glia-to-neuron โดยตรงดังกล่าวไม่เพียงแต่เพิ่มความหนาแน่นของเส้นประสาทในบริเวณที่เกิดโรคหลอดเลือดสมองเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการสูญเสียเนื้อเยื่อสมองที่เกิดจากโรคหลอดเลือดสมองได้อย่างมีนัยสำคัญอีกด้วย

สิ่งที่น่าสนใจก็คือ เซลล์ประสาทที่เพิ่งเปลี่ยนใหม่มีคุณสมบัติทางประสาทคล้ายคลึงกับเซลล์ประสาทที่สูญเสียไปหลังจากเกิดโรคหลอดเลือดสมอง สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากเชื้อสาย glial ในท้องถิ่นต่อเอกลักษณ์ของเส้นประสาทที่ถูกแปลง

“การค้นพบที่น่าตื่นเต้นที่สุดของการศึกษาครั้งนี้คือการได้เห็นเซลล์ประสาทที่เพิ่งเปลี่ยนใหม่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ในการกระตุ้นศักยภาพในการดำเนินการซ้ำๆ และสร้างเครือข่ายซินแนปติกกับเซลล์ประสาทอื่นๆ ที่มีอยู่ก่อนแล้ว” กง เฉิน กล่าว "พวกเขายังส่งการฉายภาพแอกซอนระยะไกลไปยังเป้าหมายที่ถูกต้องและอำนวยความสะดวกในการกู้คืนการทำงานของมอเตอร์"

การทำงานร่วมกันที่แยกจากกันซึ่งนำโดย gregory quirk ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยเปอร์โตริโก ได้ทำการทดสอบการบำบัดด้วยยีนที่ใช้ neurod1 เพิ่มเติมในแบบจำลองโรคหลอดเลือดสมองของหนู quirk และเพื่อนร่วมงานยังพบว่าเทคโนโลยีการแปลง glia-to-neuron โดยตรงนี้สามารถช่วยเหลือความบกพร่องทางการรับรู้ที่เกิดจากโรคหลอดเลือดสมองได้

“เนื่องจากเซลล์เกลียมีอยู่ทุกหนทุกแห่งในสมองและสามารถแบ่งตัวเพื่อสร้างเซลล์ใหม่ได้ การศึกษาของเราจึงเป็นข้อพิสูจน์ว่าเซลล์เกลียในสมองสามารถใช้เป็นแหล่งน้ำพุแห่งความเยาว์วัยเพื่อสร้างเซลล์ประสาทใหม่ที่ใช้งานได้เพื่อการซ่อมแซมสมอง ไม่เพียงแต่สำหรับ โรคหลอดเลือดสมอง แต่ยังรวมถึงความผิดปกติทางระบบประสาทอื่น ๆ อีกมากมายที่ส่งผลให้สูญเสียเส้นประสาท” ยูเฉินเฉินกล่าว “ขั้นตอนต่อไปของเราคือการทดสอบเทคโนโลยีนี้เพิ่มเติม และแปลงเป็นวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพทางคลินิกเพื่อเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยหลายล้านคนทั่วโลกในท้ายที่สุด”

การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน เซลล์ ในเดือนกันยายน 2019



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า