Choroba Alzheimera to postępujące zaburzenie neurodegeneracyjne, które dotyka ponad 7 milionów osób tylko w Stanach Zjednoczonych. Pomimo dziesięcioleci intensywnych badań, skutecznych terapii jest niewiele. Tym większe nadzieje budzi przełomowe odkrycie naukowców z UC San Francisco (UCSF) i Gladstone Institutes. Zespół badaczy wykorzystał podejście obliczeniowe i dane z tysięcy leków zatwierdzonych przez FDA, by wytypować terapie, które mogą nie tylko spowolnić, ale wręcz odwrócić zmiany w mózgu zachodzące w chorobie Alzheimera.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak leki przeciwnowotworowe mogą wpływać na mózg i odwracać zmiany charakterystyczne dla choroby Alzheimera.
- Które dwa zatwierdzone leki wykazały działanie terapeutyczne w modelu zwierzęcym tej choroby.
- W jaki sposób naukowcy wykorzystali dane genetyczne i kliniczne, aby wytypować skuteczne substancje lecznicze.
- Dlaczego podejście oparte na big data i analizie ekspresji genów może zrewolucjonizować leczenie chorób neurodegeneracyjnych.
Leki przeciwnowotworowe a zmiany ekspresji genów
W punkcie wyjścia badacze przeanalizowali, jak choroba Alzheimera wpływa na ekspresję genów w pojedynczych komórkach mózgu – zarówno neuronach, jak i komórkach glejowych. Następnie porównali uzyskane „sygnatury” z bazą danych Connectivity Map, w której zgromadzono dane dotyczące wpływu ponad 1300 leków na ekspresję genów.
Celem było znalezienie takich leków, które wywołują odwrotne zmiany niż te obserwowane w chorobie Alzheimera – co mogłoby sugerować ich potencjalny efekt terapeutyczny. Spośród setek kandydatów, tylko 10 leków zostało wcześniej zatwierdzonych przez FDA i miało realny potencjał zastosowania u ludzi.
Elektroniczna dokumentacja pacjentów potwierdza skuteczność
Badacze sięgnęli po dane z bazy UC Health Data Warehouse, obejmującej 1,4 miliona pacjentów powyżej 65. roku życia. Analiza wykazała, że osoby przyjmujące niektóre z wytypowanych leków – w ramach terapii nowotworowej – rzadziej zapadały na chorobę Alzheimera.
Dzięki wszystkim tym istniejącym źródłom danych udało nam się zmniejszyć liczbę leków z 1300 do 86, następnie do 10, a na końcu do zaledwie pięciu – powiedział dr Yaqiao Li, główny autor artykułu.
Dwa leki, dwa cele: neurony i komórki glejowe
Zespół zdecydował się przetestować dwa leki przeciwnowotworowe:
- Letrozol – stosowany w leczeniu raka piersi, oddziałuje głównie na neurony,
- Irynotekan – używany w leczeniu raka jelita grubego i płuc, działa na komórki glejowe.
Choroba Alzheimera jest prawdopodobnie wynikiem licznych zmian w wielu genach i białkach, które łącznie zaburzają zdrowie mózgu – tłumaczył dr Yadong Huang, współautor publikacji i dyrektor Centrum Postępu Translacyjnego w Gladstone.
Przełomowe wyniki badań na myszach
Leki przetestowano na mysim modelu agresywnej choroby Alzheimera. Gryzonie poddane terapii skojarzonej wykazały:
- zmniejszenie degeneracji mózgu,
- ograniczenie tworzenia się toksycznych agregatów białek,
- przywrócenie ekspresji genów do stanu sprzed choroby,
- odzyskanie zdolności zapamiętywania.
To niezwykle ekscytujące widzieć walidację danych obliczeniowych w powszechnie stosowanym mysim modelu choroby Alzheimera – podkreślił Huang.
Obliczenia prowadzą do kliniki
Odkrycie zostało opisane na łamach prestiżowego czasopisma Cell i może zapoczątkować nową erę leczenia Alzheimera – nie poprzez jeden lek, lecz terapię skojarzoną, oddziałującą na różne typy komórek.
Jeśli całkowicie niezależne źródła danych, takie jak dane dotyczące ekspresji pojedynczych komórek i dokumentacja kliniczna, poprowadzą nas do tych samych ścieżek i tych samych leków, a następnie pozwolą na rozpoznanie choroby Alzheimera w modelu genetycznym, to być może jesteśmy na tropie czegoś ważnego – powiedziała dr Marina Sirota z UCSF.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- Połączenie dwóch leków przeciwnowotworowych – letrozolu i irynotekanu odwróciło zmiany w mózgu i przywróciło pamięć u myszy z chorobą Alzheimera.
- 86 leków z 1300 zatwierdzonych przez FDA wykazało zdolność do odwracania patologicznej ekspresji genów w neuronach i komórkach glejowych.
- Pacjenci przyjmujący wybrane leki onkologiczne rzadziej zapadali na Alzheimera – potwierdzają to dane z dokumentacji medycznej 1,4 mln osób powyżej 65. roku życia.
- Odkrycie to efekt interdyscyplinarnego podejścia, łączącego biologię molekularną, analizę big data i testy przedkliniczne – wyniki opublikowano w „Cell”.
Źródło:
- Cell
- University of California, San Francisco
