Kajian menunjukkan model Alzheimer-in-a-cup boleh mempercepatkan pembangunan dadah

Sepuluh tahun yang lalu, penyelidik memperkenalkan model baru untuk mengkaji penyakit Alzheimer yang dipanggil Alzheimer dalam hidangan. Model ini menggunakan kultur sel otak matang yang digantung dalam gel untuk mencipta semula perubahan yang berlaku dalam otak manusia selama 10 hingga 13 tahun dalam masa enam minggu sahaja. Tetapi adakah model ini benar-benar meniru perubahan yang berlaku pada pesakit? Dalam kajian baharu, saintis di Mass General Brigham dan Beth Israel Deaconess Medical Centre (BIDMC) membangunkan algoritma untuk menilai secara objektif sejauh mana model Alzheimer dengan tepat mencerminkan perubahan fungsi dan genetik dalam otak pesakit. Hasilnya, yang diterbitkan dalam jurnal Neuron, mengesahkan persamaan utama, membuktikan bahawa Alzheimer dalam model hidangan boleh digunakan untuk mempercepat penilaian dan pembangunan ubat baru.

Pengesahan keberkesanan model

"Matlamat kami adalah untuk mencari model terbaik yang paling tepat menggambarkan apa yang berlaku dalam otak pesakit Alzheimer. Kami membangunkan model 3D ini 10 tahun lalu, dan kini kami mempunyai data yang mencadangkan ia boleh mempercepatkan penemuan dadah," kata pengarang bersama kajian Dr Do Young Kim, dari Jabatan Neurologi Hospital Besar Massachusetts.

Berpadu tenaga untuk melawan penyakit Alzheimer

Kajian itu dimungkinkan oleh kerjasama antara neurosains dan penyelidik sains sistem yang bertujuan untuk meningkatkan rawatan untuk penyakit Alzheimer (AD). Selama beberapa dekad, masalah utama dengan penyelidikan AD adalah batasan model tetikus, yang tidak menghasilkan semula plak amiloid dan ciri lain penyakit yang terdapat pada manusia.

"Kami berhadapan dengan cabaran asas: memahami corak yang benar-benar menangkap kerumitan penyakit Alzheimer dalam otak manusia," kata pengarang bersama kajian Dr. Winston Hyde dari BIDMC. "Dengan mengalihkan tumpuan daripada gen individu kepada laluan biologi, kami telah mencipta sistem yang mengubah cara kami mendekati penemuan dan ujian dadah."

Platform algoritma baharu

Para penyelidik membangunkan platform analisis aktiviti laluan inovatif (IPAA) untuk menentukan model mana yang paling mencerminkan perubahan fungsi dalam AD dan mengenal pasti laluan utama untuk pembangunan dadah. Dalam kajian itu, mereka mengenal pasti 83 laluan biologi yang tidak terkawal yang biasa kepada sampel otak daripada pesakit AD yang meninggal dunia dan model selular 3D.

Salah satu laluan yang dikaji sebagai bukti konsep ialah p38 MAPK (mitogen-activated protein kinase). Menggunakan perencat p38 MAPK yang tidak pernah diuji sebelum ini pada pesakit AD, para penyelidik dapat mengurangkan perubahan patologi AD dengan ketara dalam model makmal, menonjolkan potensinya untuk ujian klinikal.

Menskala dan mempercepatkan pembangunan dadah

Model Alzheimer dalam Hidangan, bersama-sama dengan algoritma IPAA, telah membenarkan penyelidik untuk menguji pelbagai ubat secara serentak. Beratus-ratus ubat dan sebatian semula jadi yang diluluskan telah pun diuji, membuka pintu kepada ujian klinikal.

"Kami kini mempunyai sistem yang bukan sahaja membolehkan kami menguji ubat baharu dengan cepat, tetapi juga meramalkan ubat mana yang paling berkesan," kata Dr Rudolph Tanzi, pengarah Pusat McCance untuk Kesihatan Otak.

Masa Depan Penyelidikan

Kemajuan ini membawa ubat lebih dekat kepada membangunkan ubat yang berkesan untuk penyakit Alzheimer dan mempercepatkan pengenalannya kepada pesakit. Pendekatan baharu yang menggabungkan teknologi pemodelan termaju dan analitik algoritmik menjanjikan untuk memajukan usaha memerangi penyakit kompleks ini dengan ketara.

Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Neuron.