Επανάσταση στη θεραπεία του νευροεκφυλιστικού νοσήματος, Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρυνση (ALS)

Μια νέα διεθνής μελέτη υπό την καθοδήγηση ερευνητών του Πανεπιστημίου Τελ Αβίβ, που δημοσιεύθηκε στο κορυφαίο περιοδικό Nature Neuroscience, έχει εντοπίσει ένα κρίσιμο μοριακό μηχανισμό που οδηγεί στο φονικό νευροεκφυλιστικό νόσημα Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρυνση (ALS) και, κυριότερα, έχει αντιστρέψει την εξέλιξή του σε ανθρώπινα κύτταρα και σε ζωικά πρότυπα. Ζωικά πρότυπα (animal models) είναι ζώα (συχνά γενετικά τροποποιημένα ή επιλεγμένα) που χρησιμοποιούνται στην επιστημονική έρευνα για την κατανόηση της ανθρώπινης φυσιολογίας, παθολογίας και τη δοκιμή θεραπειών. Η προσέγγιση βασίζεται σε μια θεραπεία γονιδίων με βάση το RNA, η οποία μπορεί να χρησιμεύσει ως βάση για την ανάπτυξη φαρμάκων για μια ασθένεια που παραμένει αθεράπευτη.

Η Λειτουργία των νευρικών απολήξεων και ο ρόλος των μυών

Στον πυρήνα της ανακάλυψης βρίσκεται η κατανόηση της σημασίας της επικοινωνίας στις νευρομυϊκές συνάψεις, τα σημεία όπου οι νευρικές απολήξεις συνδέονται με τους μύες για να μεταδώσουν εντολές από τον εγκέφαλο. Προηγούμενες έρευνες είχαν αποκαλύψει ότι στις άκρες των νεύρων των ασθενών με ALS, συσσωρεύονται τοξικά συσσωματώματα της πρωτεΐνης TDP-43. Το νέο εύρημα είναι ότι αυτή η συσσώρευση είναι μια μη-αυτόνομη κυτταρική διαδικασία και προκαλείται από μια διαταραχή στο σήμα-ερέθισμα που προέρχεται από τον ίδιο τον μυ.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι μυϊκά κύτταρα παράγουν φυσιολογικά μικρά μόρια RNA, γνωστά ως microRNA-126, και τα μεταφέρουν σε κυστίδια (extracellular vesicles) μέσω της σύναψης προς το νευρικό άκρο. Η λειτουργία αυτών των μορίων είναι να ρυθμίζουν την τοπική παραγωγή της πρωτεΐνης TDP-43, αποτρέποντας την υπερβολική συγκέντρωσή της. Τα κυστίδια είναι μικρά, σφαιρικά, μεμβρανώδη οργανίδια που βρίσκονται μέσα στο κυτταρόπλασμα των ευκαρυωτικών κυττάρων, δηλαδή κυττάρων τα οποία έχουν πλήρως σχηματισμένο πυρήνα (αρχαία ελληνικά «κάρυον»). Η κύρια λειτουργία τους είναι η μεταφορά ή η αποθήκευση υλικών (πρωτεΐνες, λίπη, κ.λπ.) μέσα στην κοιλότητά τους. Συμμετέχουν σε βασικές κυτταρικές διαδικασίες, όπως η εξωκυττάρωση (αποβολή ουσιών από το κύτταρο) και η ενδοκυττάρωση (πρόσληψη ουσιών από το εξωτερικό περιβάλλον).

Ο Μηχανισμός της Νόσου και της Θεραπείας

Στην ALS, αυτή η κρίσιμη μυϊκή επικοινωνία χαλάει. Η παραγωγή του microRNA-126 μειώνεται, γεγονός που οδηγεί σε υπερβολική σύνθεση της TDP-43 ακριβώς στην ευαίσθητη νευρομυϊκή σύναψη. Η περίσσεια πρωτεΐνης σχηματίζει τοξικά συσσωματώματα που επιτίθενται σε βασικά μόρια για τη λειτουργία των μιτοχονδρίων – των «εργοστασίων ενέργειας» του νευρικού κυττάρου. Η βλάβη στα μιτοχόνδρια προκαλεί ενεργειακή έλλειψη, η οποία σταδιακά καταστρέφει τους κινητικούς νευρώνες, αφήνοντας τους μύες των ασθενών παράλυτους.

Η μελέτη έδειξε ότι με την τεχνητή να αύξηση  των επιπέδων του microRNA-126 σε ιστούς ασθενών με ALS και σε πειραματικά μοντέλα ποντικών, επέτυχαν μια εντυπωσιακή αναστροφή της εξέλιξης της νόσου. Στον παρακάτω πίνακα αναφέρονται τα αποτελέσματα της θεραπείας με microRNA-126 στα διάφορα στάδια της νόσου :

«Όταν προσθέσαμε το συγκεκριμένο μόριο RNA σε ανθρώπινα κύτταρα και ζωικά μοντέλα, οι νευρώνες σταμάτησαν να εκφυλίζονται και ακόμη και αναγεννήθηκαν», δήλωσε ο Καθηγητής Eran Perlson από τη Σχολή Ιατρικών και Υγειονομικών Επιστημών και το Σχολή Νευροεπιστημών Sagol του Πανεπιστημίου Τελ Αβίβ, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης.

 

View this post on Instagram

 

A post shared by Tel Aviv University Trust UK 🇮🇱🇬🇧 (@telavivuniversitytrust)

Πλατφόρμα για Μελλοντική Ανάπτυξη και Συνεργασίες

Αυτό το εύρημα είναι περισσότερο από μια ενδιαφέρουσα επιστημονική παρατήρηση. Αποτελεί μια νέα κατεύθυνση για τη θεραπεία, προσφέροντας ένα συγκεκριμένο στόχο για την ανάπτυξη θεραπειών γονιδίων ή φαρμάκων. Η έρευνα διεξήχθη σε συνεργασία με το Ιατρικό Κέντρο Sheba, το Ινστιτούτο Weizmann, το Πανεπιστήμιο Ben-Gurion και ερευνητικά ιδρύματα σε Γαλλία, Τουρκία και Ιταλία, τονίζοντας το διεθνές ενδιαφέρον αλλά και τη συνεργατική φύση της σύγχρονης βιοϊατρικής.

Η ανακάλυψη έρχεται σε μια περίοδο σημαντικής δυναμικής στον χώρο της θεραπείας του ALS. Άλλες πρωτοποριακές θεραπείες, όπως το tofersen για μια συγκεκριμένη γενετική μορφή (SOD1), έχουν επίσης δείξει ότι επιβραδύνουν την εξέλιξη της νόσου και βελτιώνουν τη λειτουργία σε ορισμένους ασθενείς. Επιπλέον, μια νέα γονιδιακή θεραπεία για το SOD1-ALS, η Sodesta, έλαβε πρόσφατα επείγουσα έγκριση από τον FDA των ΗΠΑ. Η αγορά για μια αποτελεσματική θεραπεία ALS εκτιμάται ότι έχει αξία δισεκατομμυρίων, γεγονός που υπογραμμίζει το τεράστιο κλινικό και οικονομικό κίνητρο για περαιτέρω έρευνα και ανάπτυξη.

Το Μέλλον της Νευρολογίας και οι Ευκαιρίες Συνεργασίας

Η μελέτη του Πανεπιστημίου Τελ Αβίβ αναδεικνύει το Ισραήλ ως πρωτοπόρο στην έρευνα νευρολογικών νόσων. Το εύρημα ότι μια μυϊκή διέγερση μπορεί να προστατεύσει τους νευρώνες ανοίγει νέους δρόμους κατανόησης και θεραπείας όχι μόνο για τον ALS, αλλά και πιθανώς για άλλες νευροεκφυλιστικές παθήσεις.

Για την Ελλάδα, η οποία διαθέτει έναν ισχυρό ακαδημαϊκό και ιατρικό χώρο, τέτοιες πρωτοβουλίες παρουσιάζουν μοναδικές ευκαιρίες για διεπιστημονική και διεθνή συνεργασία. Ο συνδυασμός της ελληνικής νευροεπιστημονικής εμπειρίας με την ισραηλινή τεχνολογική καινοτομία στον τομέα της βιοϊατρικής μπορεί να επιταχύνει τη μεταφορά τέτοιων ανακαλύψεων από το εργαστήριο στην κλινική εφαρμογή, φέρνοντας ελπίδα σε εκατομμύρια ασθενείς σε όλο τον κόσμο.