Studie viser, at Alzheimers-i-en-kop-modellen kan fremskynde udviklingen af lægemidler

For ti år siden introducerede forskere en ny model til at studere Alzheimers sygdom kaldet Alzheimers i en skål. Modellen bruger kulturer af modne hjerneceller suspenderet i gel til at genskabe de ændringer, der sker i den menneskelige hjerne over 10 til 13 år på bare seks uger. Men replikerer denne model virkelig de ændringer, der sker hos patienter? I et nyt studie udviklede forskere ved Mass General Brigham and Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) en algoritme til objektivt at vurdere, hvor præcist Alzheimers-modeller afspejler de funktionelle og genetiske ændringer i patienters hjerner. Resultaterne, der er offentliggjort i tidsskriftet Neuron, bekræftede vigtige ligheder og beviser, at Alzheimers i en skål-modellen kan bruges til at fremskynde evalueringen og udviklingen af nye lægemidler.

Bekræftelse af modellens effektivitet

"Vores mål er at finde den bedste model, der mest præcist afspejler, hvad der sker i hjernen hos Alzheimers-patienter. Vi udviklede denne 3D-model for 10 år siden, og nu har vi data, der tyder på, at den kan fremskynde lægemiddelforskningen," sagde studiets medforfatter, Dr. Do Young Kim, fra Massachusetts General Hospital Department of Neurology.

Sammen i kampen mod Alzheimers sygdom

Undersøgelsen blev muliggjort af et samarbejde mellem neurovidenskabelige og systemvidenskabelige forskere, der har til formål at forbedre behandlinger for Alzheimers sygdom (AD). I årtier har et stort problem med AD-forskning været begrænsningerne ved musemodeller, som ikke reproducerer amyloidplakker og andre kendetegn ved sygdommen, som findes hos mennesker.

"Vi står over for en fundamental udfordring: at forstå, hvilke mønstre der virkelig indfanger kompleksiteten af Alzheimers sygdom i den menneskelige hjerne," sagde studiets medforfatter Dr. Winston Hyde fra BIDMC. "Ved at flytte fokus fra individuelle gener til biologiske signalveje har vi skabt et system, der ændrer den måde, vi griber lægemiddelforskning og -testning an på."

Ny algoritmisk platform

Forskerne udviklede en innovativ platform til analyse af aktivitetsveje (IPAA) for at bestemme, hvilke modeller der bedst afspejler funktionelle ændringer i Alzheimers sygdom og identificere nøgleveje for lægemiddeludvikling. I studiet identificerede de 83 dysregulerede biologiske veje, der er fælles for hjerneprøver fra afdøde Alzheimers-patienter og 3D-cellemodeller.

En af de undersøgte signalveje som et proof of concept var p38 MAPK (mitogen-aktiveret proteinkinase). Ved at bruge en p38 MAPK-hæmmer, der ikke tidligere var blevet testet på Alzheimers-patienter, var forskerne i stand til at reducere patologiske ændringer i Alzheimers sygdom betydeligt i en laboratoriemodel, hvilket fremhæver dens potentiale for kliniske forsøg.

Skalering og acceleration af lægemiddeludvikling

Alzheimers i en skål-modellen har sammen med IPAA-algoritmen gjort det muligt for forskere at teste flere lægemidler samtidigt. Hundredvis af godkendte lægemidler og naturlige forbindelser er allerede blevet testet, hvilket åbner døren for kliniske forsøg.

"Vi har nu et system, der ikke blot giver os mulighed for hurtigt at teste nye lægemidler, men også for at forudsige, hvilke der vil være mest effektive," sagde Dr. Rudolph Tanzi, direktør for McCance Center for Brain Health.

Forskningens fremtid

Disse fremskridt bringer medicin tættere på at udvikle effektive lægemidler mod Alzheimers sygdom og fremskynde deres introduktion til patienter. Nye tilgange, der kombinerer avancerede modelleringsteknologier og algoritmisk analyse, lover at fremme kampen mod denne komplekse sygdom betydeligt.

Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Neuron.