Nowe leczenie choroby Parkinsona przechodzi badania kliniczne w oparciu o zakończone sukcesem badania wstępne na naczelnych innych niż ludzie na Uniwersytecie Wisconsin–Madison. To nowatorskie podejście polega na przeszczepianiu do mózgu dopaminergicznych neuronalnych komórek progenitorowych. Metodę udoskonalono dzięki współpracy badaczy z Aspen Neuroscience. Wstępne wyniki są obiecujące i torują drogę potencjalnym przełomom w leczeniu objawów choroby Parkinsona.
Po badaniu przeprowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu Wisconsin–Madison rozpoczęło się badanie kliniczne mające na celu zaproponowanie nowego leczenia osobom cierpiącym na chorobę Parkinsona. Badanie to, przeprowadzone na naczelnych innych niż ludzie, potwierdziło, że metoda podawania leku jest bezpieczna i wykonalna.
Choroba Parkinsona uszkadza neurony w mózgu odpowiedzialne za wytwarzanie dopamina, substancja chemiczna mózgu, która przekazuje sygnały między komórkami nerwowymi. Zakłócone sygnały stopniowo utrudniają koordynację nawet prostych ruchów i powodują sztywność, spowolnienie i drżenie, które są charakterystycznymi objawami choroby. Pacjenci są zazwyczaj leczeni lekami takimi jak L-DOPA, aby zwiększyć produkcję dopaminy. Chociaż leki te pomagają wielu pacjentom, powodują powikłania i z czasem tracą skuteczność.
Naukowcom z Narodowego Centrum Badań nad Naczelnymi w Wisconsin udało się wszczepić komórki mózgowe zwane dopaminergicznymi neuronalnymi komórkami progenitorowymi do mózgów makaków cynomolgus. Kalifornijska firma Aspen Neuroscience dostarczyła komórki wyhodowane z wielu linii ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych, wraz z kluczowymi elementami sprzętu służącego do dostarczania ich do określonych części mózgu.
„Do czasu diagnozy często zdarza się, że osoby chore na chorobę Parkinsona tracą większość neuronów dopaminergicznych, co prowadzi do postępującej utraty funkcji motorycznych i neurologicznych” – wyjaśnia Edward Wirth III, ekspert w dziedzinie terapii komórkowych, współautor badania i Główny lekarz Aspen. „Aby zastąpić te utracone komórki, musimy z dużą chirurgiczną precyzją celować w bardzo konkretny obszar mózgu. Wykorzystując najnowsze osiągnięcia w technikach śródoperacyjnego rezonansu magnetycznego, nowe komórki pacjenta są przeszczepiane jednorazowo w ilości kilku mikrolitrów dokładnie tam, gdzie są najbardziej potrzebne”.
Autologiczne przeszczepy komórek
Praca z potencjalnymi terapiami komórkowymi w leczeniu choroby Parkinsona to szczególna specjalność zespołu z laboratorium Marina Emborg i jego kolegów z ośrodka ds. naczelnych.
„Wykorzystywanie komórek autologicznych, czyli własnych komórek pacjenta, pozwala uniknąć konieczności stosowania immunosupresji, aby zapobiec odrzuceniu lub zaatakowaniu przeszczepu przez organizm pacjenta” – mówi Emborg, profesor fizyki medycznej UW–Madison. „Aspen opracował metody technologiczne produkcji i kontroli jakości, które umożliwiają wytwarzanie autologicznych komórek na dużą skalę i dostarczanie ich pacjentom na dużą skalę”.
Wyniki badaczy na zwierzętach naczelnych, które pomogły w pomyślnym złożeniu przez firmę Aspen wniosku w sprawie nowego leku do Agencji ds. Żywności i Leków o rozpoczęcie badań na ludziach, zostały opublikowane w czasopiśmie Dziennik Neurochirurgii.
„To badanie było ważnym krokiem w naszej pracy, mającej na celu zapewnienie terapii zastępczej komórek osobom cierpiącym na chorobę Parkinsona” – mówi Andrés Bratt-Leal, współautor badania, współzałożyciel Aspen Neuroscience i starszy wiceprezes ds. badań i rozwój. „Wyniki odegrały kluczową rolę w rozpoczęciu naszego pierwszego badania na ludziach i dostarczyły informacji, w jaki sposób dostarczamy im własne komórki pacjentów w badaniu”.
W kierunku prób na ludziach
Naukowcy z UW–Madison, pod przewodnictwem badacza choroby Parkinsona Emborga, podjęli badania finansowane przez Aspen tuż po własnym sukcesie (opublikowano w 2021 r.) odwracanie objawów choroby Parkinsona u małp poprzez przeszczepienie neuronów wyhodowanych z własnych komórek małp, co nazywa się przeszczepem autologicznym.
W badaniu przeprowadzonym w 2021 r. na komórkach wyhodowanych przez badacza komórek macierzystych z UW–Madison, Su-Chuna Zhanga, do mózgu każdego zwierzęcia dodano nowe neurony wytwarzające dopaminę poprzez wstrzyknięcia kierowane w czasie rzeczywistym za pomocą rezonansu magnetycznego do obszaru mózgu zwanego skorupą. Produkcja dopaminy wzrosła dramatycznie, podobnie jak zdolności motoryczne małp. Jednocześnie zmniejszyły się objawy depresji i lęku.
Celem nowego badania było przetestowanie dostarczania ludzkich komórek Aspena. Naukowcy z Wirth i Aspen współpracowali z zespołem Emborga nad połączeniem zastosowania małpy do człowieka. Podczas gdy w poprzednim badaniu Emborga komórki podawano do skorupy przez górną część czaszki, w badaniu Aspen sprawdzano podawanie komórek przez tylną część czaszki – pod kątem, który mógłby umożliwić chirurgom dotarcie do celu przy mniejszej liczbie wkładań aparatu dostarczającego nowe komórki do mózgu.
„Podstawową ideą jest zmniejszenie ryzyka infekcji, urazu i czasu operacji, jaki pacjent spędza w znieczuleniu” – mówi Emborg. „Im mniej ścieżek musisz podążać w mózgu, tym lepiej dla tego wszystkiego”.
Sześciu małpom wszczepiono ludzkie neurony dwiema ścieżkami po każdej stronie, czyli półkuli mózgu, przy czym po jednej stronie mózgu zdeponowało się więcej komórek niż po drugiej. Grupę kontrolną składającą się z trzech zwierząt poddano zabiegowi bez podawania komórek.
„W próbkach tkanek pobranych siedem i 30 dni po zabiegach odkryliśmy, że przeszczepione komórki przetrwały u pięciu zwierząt” – mówi Emborg.
Naukowcy potwierdzili obecność ludzkich neuronów Aspena w mózgach małp, stwierdzając więcej komórek w półkulach, którym wstrzyknięto wyższą dawkę, więcej komórek w 30-dniowych próbkach tkanek w porównaniu z próbkami siedmiodniowymi oraz obecność białko wytwarzane przez młode neurony integrujące się z sąsiadującymi komórkami — wszystko to wskazuje na to, że przeszczepy komórek powiodły się.
Według Emborg była to prawdziwa współpraca – pomiędzy naukowcami z Aspen, jej laboratorium oraz weterynarzami i personelem Narodowego Centrum Badań nad Naczelnymi w Wisconsin – mająca na celu walidację procedur i sprzętu firmy przed współautorem badania Paulem Larsonem, neurochirurgiem z Banner – University Medical Center Tucson i profesor neurochirurgii na University of Arizona College of Medicine w Tucson rozpoczęli w kwietniu pierwsze badanie leku Aspen na ludziach z chorobą Parkinsona.
Prace wykonane w celu udoskonalenia logistyki, sprzętu chirurgicznego i technik stosowanych w procedurach na zwierzętach wpłyną na sposób, w jaki pacjenci biorący udział w badaniach na ludziach otrzymają nową terapię i wyzdrowieją po niej, dając nadzieję osobom zmagającym się z wyniszczającą chorobą.
„Wszystkie nasze wyniki były niezwykle ekscytujące” – mówi Emborg. „A potem, kiedy tej wiosny zobaczyłem, że udało im się rozpocząć pracę z ludzkim pacjentem, po prostu miałem łzy w oczach”.
Odniesienie: „Przedkliniczna ocena przezosiowej trajektorii wewnątrzputaminalnej w celu zwiększenia dystrybucji przeszczepionych komórek w chorobie Parkinsona” autorstwa Marina E. Emborg, Anthony Mancinelli, Julia C. Colwell, Alexandra D. Zinnen, Bruce Pape, Kevin Brunner, Viktoriya Bondarenko, Casey Fitz, Jennifer Coonen, Viktorie Menna, Kerri Fuchs, Nancy Schultz-Darken, Heather A. Simmons, Ha Tran, Paul Larson, Miles Olsen, Sam Hurley, Andres M. Bratt-Leal, Edward Wirth III, Jeanette M. Metzger, 26 lipca 2024 r. , Dziennik Neurochirurgii.
DOI: 10.3171/2024.4.JNS24367
