Studie viser at Alzheimer-i-en-kopp-modellen kan fremskynde utviklingen av legemidler

For ti år siden introduserte forskere en ny modell for å studere Alzheimers sykdom kalt Alzheimers i en skål. Modellen bruker kulturer av modne hjerneceller suspendert i gel for å gjenskape endringene som skjer i den menneskelige hjernen over 10 til 13 år på bare seks uker. Men replikerer denne modellen virkelig endringene som skjer hos pasienter? I en ny studie utviklet forskere ved Mass General Brigham and Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) en algoritme for objektivt å vurdere hvor nøyaktig Alzheimers-modeller gjenspeiler de funksjonelle og genetiske endringene i pasienters hjerner. Resultatene, publisert i tidsskriftet Neuron, bekreftet viktige likheter og beviste at Alzheimers i en skål-modellen kan brukes til å fremskynde evalueringen og utviklingen av nye legemidler.

Bekreftelse av modellens effektivitet

«Målet vårt er å finne den beste modellen som mest nøyaktig gjenspeiler hva som skjer i hjernen til Alzheimers-pasienter. Vi utviklet denne 3D-modellen for 10 år siden, og nå har vi data som tyder på at den kan akselerere legemiddelutvikling», sa medforfatter av studien, Dr. Do Young Kim, fra Massachusetts General Hospital Department of Neurology.

Samler krefter for å bekjempe Alzheimers sykdom

Studien ble muliggjort av et samarbeid mellom forskere innen nevrovitenskap og systemvitenskap som har som mål å forbedre behandlinger for Alzheimers sykdom (AD). I flere tiår har et stort problem med AD-forskning vært begrensningene til musemodeller, som ikke reproduserer amyloidplakkene og andre kjennetegn ved sykdommen som finnes hos mennesker.

«Vi står overfor en fundamental utfordring: å forstå hvilke mønstre som virkelig fanger opp kompleksiteten til Alzheimers sykdom i den menneskelige hjernen», sa studiens medforfatter Dr. Winston Hyde fra BIDMC. «Ved å flytte fokuset fra individuelle gener til biologiske signalveier, har vi skapt et system som endrer måten vi nærmer oss legemiddelutvikling og -testing på.»

Ny algoritmisk plattform

Forskerne utviklet en innovativ plattform for analyse av aktivitetsveier (IPAA) for å bestemme hvilke modeller som best reflekterer funksjonelle endringer i Alzheimers sykdom og identifisere viktige veier for legemiddelutvikling. I studien identifiserte de 83 dysregulerte biologiske veier som er felles for hjerneprøver fra avdøde Alzheimers-pasienter og 3D-cellemodeller.

En av signalveiene som ble studert som et bevis på konseptet var p38 MAPK (mitogenaktivert proteinkinase). Ved å bruke en p38 MAPK-hemmer som ikke tidligere hadde blitt testet hos Alzheimers-pasienter, var forskerne i stand til å redusere patologiske endringer i Alzheimers betydelig i en laboratoriemodell, noe som fremhever potensialet for kliniske studier.

Skalering og akselerering av legemiddelutvikling

Alzheimers i en tallerken-modellen, sammen med IPAA-algoritmen, har gjort det mulig for forskere å teste flere legemidler samtidig. Hundrevis av godkjente legemidler og naturlige forbindelser er allerede testet, noe som åpner døren for kliniske studier.

«Vi har nå et system som ikke bare lar oss raskt teste nye legemidler, men også forutsi hvilke som vil være mest effektive», sa dr. Rudolph Tanzi, direktør for McCance Center for Brain Health.

Forskningens fremtid

Disse fremskrittene bringer medisinen nærmere utviklingen av effektive legemidler mot Alzheimers sykdom og fremskynder introduksjonen av dem til pasienter. Nye tilnærminger som kombinerer avanserte modelleringsteknologier og algoritmisk analyse lover å fremme kampen mot denne komplekse sykdommen betydelig.

Studien ble publisert i tidsskriftet Neuron.