Forskare använder hjärnvävnad i jakten mot demens
Forskare använder levande mänsklig hjärnvävnad för att påskynda jakten på botemedel mot demens
Ett brittiskt team exponerade levande celler för giftiga proteiner för att få unika insikter i hur demens utvecklas.
Forskare har använt levande mänsklig hjärnvävnad för att härma de tidiga stadierna av Alzheimers sjukdom, den vanligaste formen av demens, i ett genombrott som kommer att påskynda jakten på ett botemedel.
För första gången i världen har ett brittiskt team framgångsrikt exponerat frisk hjärnvävnad från levande NHS-patienter för en giftig form av ett protein kopplat till Alzheimers - taget från patienter som dog av sjukdomen - för att visa hur det skada kopplingar mellan hjärnceller i realtid.
Den banbrytande draget erbjöd en sällsynt och kraftfull möjlighet att se demens utvecklas i mänskliga hjärnceller. Experter sa att det nya sättet att studera sjukdomen skulle kunna göra det lättare att testa nya läkemedel och öka chanserna att hitta sådana som fungerar.
Demens utgör ett stort hot mot hälso- och sjukvårdssystem över hela världen. Antalet drabbade personer förväntas tredubblas till nästan 153 miljoner år 2050, vilket understryker varför det är en hälsoprioritet att hitta nya sätt att studera sjukdomen och påskynda sökandet efter behandlingar.
I studien samarbetade forskare och neurokirurger i Edinburgh för att för första gången visa hur en giftig form av ett protein kopplat till Alzheimers sjukdom, amyloid beta, kan fastna och på och förstöra vitala kopplingar mellan hjärnceller.
Små fragment av frisk hjärnvävnad samlades in från cancerpatienter medan de genomgick rutinkirurgi för att ta bort tumörer på Royal Infirmary i Edinburgh.
Forskare klädda i sjukvårdskläder var stationerade i operationssalar tillsammans med kirurgiska team, redo att ta emot den friska hjärnvävnaden, som annars skulle ha kasserats.
När hjärnbitarna hade hämtats, lade forskarna dem i glasflaskor fyllda med syresatt artificiell ryggmärgsvätska innan de hoppade in i taxibilar för att transportera proverna till sitt laboratorium några minuter bort.
"Vi sprang i princip tillbaka till labbet", sa Dr Claire Durrant, en Race Against Dementia-stipendiat och UK Dementia Research Institutes framväxande ledare vid Centre for Discovery Brain Sciences vid University of Edinburgh.
Där skars proverna i tunna bitar, mindre än en tredjedels millimeter tjocka, och lades ut i små skålar. Varje bit levande hjärnvävnad förvarades i en näringsrik vätska, inuti en inkubator vid 37°C för att efterlikna kroppstemperaturen. "OCh sedan börjar vi experimenten nästa direkt" sa Durant.
Fragment av mänsklig hjärna hölls vid liv i skålar upp till två veckor, med patientens tillstånd.
Forskarna extraherade den toxiska formen av amyloid beta från personer som dog av Alzheimers sjukdom och applicerade den sedan på den friska hjärnvävnaden i sina skålar. "Vi försöker efterlikna Alzheimers sjukdom", sa Durant.
Till skillnad från när hjärnan exponerades för en normal form av proteinet försökte inte hjärnan reparera skador orsakade av den toxiska formen av amyloid beta, fann hennes team.
Även små förändringar i naturliga nivåer av amyloid beta - ökande eller minskande - var tillräckliga för att störa hjärncellerna. Detta tyder på att hjärnan behöver en finjusterad "sweetspot" av proteinet för att fungera korrekt, sa Durant.
"I ett samarbete med det neurokirurgiska teamet vid University of Edinburgh har vi visat att levande mänskliga hjärnskivor kan användas för att utforska grundläggande frågor relaterade till Alzheimers sjukdom", sa hon.
"Vi tror att det här verktyget kan bidra till att påskynda resultaten från laboratoriet till patienter, vilket för oss ett steg närmare en värld fri från demensens hjärtesorg."
Genombrottet kommer att göra det möjligt för forskare att fokusera på läkemedel med störst chans att förhindra förlust av synapser - kopplingar som möjliggör flödet av meddelanden mellan hjärnceller och är avgörande för en hälsosam hjärnfunktion.
Alzheimers sjukdom angriper synapser och deras förlust förutsäger starkt minskat minne och tankeförmåga.
Durants team fann också att hjärnskivor tagna från tinningloben, en region som är känd för att vara tidigt drabbad vid Alzheimers sjukdom, frisatte högre nivåer av tau, ett annat viktigt sjukdomsprotein.
Detta kan förklara varför denna del av hjärnan är särskilt sårbar vid tidig Alzheimers sjukdom, eftersom ökad tau-frisättning kan göra det möjligt för giftiga former av detta protein att spridas snabbare mellan celler.
Forskningen stöddes av Race Against Dementia, en välgörenhetsorganisation som bildades av Sir Jackie Stewart efter att hans frus demensdiagnos, och en donation på 1 miljon pund från James Dyson Foundation, en välgörenhetsorganisation som stöder medicinsk forskning och ingenjörsutbildning.
Dyson sa att genombrottet representerade framsteg "mot att lösa ett av vår tids mest förödande problem".
"Att arbeta med hjärnkirurger och deras samtyckande patienter för att samla in prover av levande mänsklig hjärna och hålla dem vid liv i labbet är en banbrytande metod" sa han. "Det gör det möjligt för forskare att bättre undersöka Alzheimers sjukdom på riktiga mänskliga hjärnceller snarare än att förlita sig på djurersättningar, såsom möss."
Professor Tara Spres-Jones, gruppledare vid UK Dementia Research Institute, hyllade den viktiga utvecklingen. Att se tidig Alzheimers sjukdom i realtid gav forskare ett nytt verktyg för att bättre förstå sjukdomen och hur den skall behandlas, sa hon.
Hon sa: "Användningen av levande mänskliga vävnadsprover som generöst donerats av personer som genomgår operation för att ta bort hjärntumörer för dt möjligt för forskare att undersöka hur levande mänskliga hjärnor reagerar på giftiga proteiner som produceras vid Alzheimers sjukdom, och i framtiden kommer det att möjliggöra tester om nya behandlingar är effektiva i mänskliga hjärnor."
Kommentarer
Skicka en kommentar