Por primera vez, y para el asombro de muchos de sus colegas, los investigadores crearon lo que llaman la enfermedad de Alzheimer en un plato - una placa de Petri con células cerebrales humanas que se desarrollan las estructuras indicadoras de la enfermedad de Alzheimer. Al hacerlo, resolvieron un problema de larga data de la forma de estudiar la enfermedad de Alzheimer y la búsqueda de medicamentos para tratarla; lo mejor que tenían hasta ahora eran ratones que desarrollaron una forma imperfecta de la enfermedad.
La clave de su éxito, dijo la investigadora principal, Rudolph E. Tanzi delHospital General de Massachusetts en Boston, fue una sugerencia de su colega Doo Yeon Kim crecer células cerebrales humanas en un gel, donde formaron redes como en un cerebro real. Dieron las neuronas genes para la enfermedad de Alzheimer. En pocas semanas se vieron las matas duras Brillo semejantes conocidos como placas y luego las de tipo espagueti retorcidas espirales conocidas como ovillos - los rasgos definitorios de la enfermedad de Alzheimer.
La obra, que también ofrece un fuerte apoyo a una vieja idea acerca de cómo progresa la enfermedad, fue publicado en la Naturaleza el domingo. Los principales investigadores dijo que debería tener un gran efecto.
"Es un gran paso adelante para el campo", dijo el Dr. P. Murali Doraiswamy, un investigador de Alzheimer en la Universidad de Duke. "Se podría acelerar dramáticamente el ensayo de nuevos fármacos candidatos."
Por supuesto, una placa de Petri no es un cerebro, y el sistema de placa de Petri carece de ciertos componentes cruciales, como las células del sistema inmune, que parecen contribuir a la devastación una vez que la enfermedad de Alzheimer se inicia. Pero permite a los investigadores a forma rápida, barata y fácilmente probar fármacos que puedan detener el proceso en el primer lugar. El paso crucial, por supuesto, será ver si los medicamentos que funcionan en este sistema dejan de Alzheimer en los pacientes.
El descubrimiento, dijo el Dr. Sam Gandy de la Escuela Icahn de Medicina de Mount Sinai en Nueva York, es "un elemento de cambio real" y "una palanca de cambios de paradigma." Y añadió: "Estoy muy entusiasmado de tomar una grieta en este en mi laboratorio ".
Karen Duff, investigador del Alzheimer en la Universidad de Columbia, mientras que elogia la obra como "un tour de force", advirtió que una vez que se inicia la enfermedad de Alzheimer, los ovillos pueden despegar por sí solas y pueden necesitar ser atacado por las drogas que les atacan específicamente con el fin de detener la devastación en el cerebro.
Dr. Tanzi está empezando un proyecto ambicioso para probar 1.200 medicamentos en el mercado y 5000 los experimentales que han terminado la primera fase de pruebas clínicas - un proyecto que no es posible con los ratones, por lo que cada prueba de drogas lleva un año. Con su sistema de placa de Petri, dijo el Dr. Tanzi, "podemos probar cientos de miles de fármacos en cuestión de meses."
Ya ha utilizado su sistema para mirar a fármacos diseñados para prevenir la formación de amiloide, la proteína que se agrupa en placas. Las drogas, informa, impidieron ambas placas y ovillos en las placas de Petri. Algunos están en ensayos clínicos, y no se sabe si funcionan en las personas. Uno fue probado en pacientes y fracasaron porque era demasiado tóxico. Una esperanza es encontrar medicamentos para otras enfermedades que se sabe que son seguros y trabajar sobre el Alzheimer en la placa de Petri.
También encontró una enzima necesaria para hacer ovillos después de placas están presentes. Cuando se bloquea esta enzima, placas formadas pero no enredos. La enzima es otro posible objetivo de drogas, dijo.
Dr. Gandy quiere usar el sistema para estudiar los efectos de los genes que predisponen a una persona a tener la enfermedad de Alzheimer, sobre todo la más poderosa, ApoE4, que contribuye a casi la mitad de todos los casos de Alzheimer. Nadie sabe realmente cómo o por qué está vinculado a la enfermedad, dijo el Dr. Gandy.
"Creo que me iría después de que, para empezar," dijo.
Dr. Tanzi dijo que una vez que su grupo había conseguido la idea de cultivar neuronas en un gel, el establecimiento de la enfermedad de Alzheimer en un sistema de plato había sido sencilla. Los miembros del grupo utilizan embriones humanos células madre - las células que pueden convertirse en cualquier célula del cuerpo - y ellos crecieron con una mezcla de sustancias químicas que hicieron los convierten en neuronas. Dieron las neuronas genes de Alzheimer y les crecieron en pozos en placas de Petri que se alineaban con un gel disponible en el mercado. Luego esperaron.
"Efectivamente, vimos placas, placas reales", dijo el Dr. Tanzi. "Nosotros esperamos, y luego vimos enredos, marañas reales. Parece que usted está buscando en un cerebro con Alzheimer ".
Todo lo que se necesitaba para iniciar el proceso era el gen de Alzheimer, lo que hizo que las células producen una cantidad excesiva de una proteína normal, beta amiloide. Anteriormente, los investigadores habían tratado de hacer crecer la enfermedad en un plato de líquido, pero las neuronas no se conectaron o desarrollar placas y ovillos.
La controversia sobre cómo y por qué la enfermedad de Alzheimer se pone en marcha se remonta tres décadas, cuando el Dr. George G. Glenner , que murió en 1995, propuso un proceso simple. Beta amiloide comienza a acumularse en el cerebro. Se convierte en placas. Las neuronas responden al hacer enredos. La combinación es mortal para las células del cerebro, y los conjuntos de demencia en.
"Me dijo: 'Así es como comienza la enfermedad," dijo el Dr. Tanzi. "Pero desde hace 30 años no había pruebas de que el amiloide impulsa el resto de la enfermedad."
De hecho, cuando los investigadores reunieron los genes humanos con Alzheimer en ratones, los animales hecha exceso de amiloide beta y desarrollado placas, pero nunca tuvo enredos. No estaba claro por qué. Fue el exceso de amiloide sólo una parte de lo que se necesitaba? ¿O eran los ratones demasiado diferentes de los humanos? A falta de algo mejor, los ratones se utilizan de todos modos para probar medicamentos experimentales. Pero más de 20 fármacos que parecían como si fueran a curar la enfermedad de Alzheimer, con base en estudios en ratones, fracasaron por completo cuando se probó en pacientes.
"La falta de un modelo viable para la enfermedad de Alzheimer ha sido el talón de Aquiles de la cancha", dijo el Dr. Doraiswamy de Duke.
Algunos dijeron que la hipótesis amiloide era correcta y que las drogas fracasaron porque no eran lo suficientemente potente o se les dio demasiado tarde, cuando la enfermedad estaba bien establecida. Sin embargo, otros preguntaron si amiloide era el objetivo correcto. Muchos propusieron ir tras otra proteína lugar, tau, un componente normal de las neuronas que se deforma en enredos cuando una persona tiene la enfermedad de Alzheimer.
Incluso aquellos que insistió en la hipótesis amiloide menudo elaborados en ella, diciendo que primero amiloide se acumula y luego una larga lista de otras cosas van mal - el daño celular y la inflamación y el estrés molecular - que finalmente conducen a tau y enredos. "Había una caja grande y negro de las cosas que van mal", dijo el Dr. Tanzi.
Pero, dijo, el modelo más complejo fue refutada por su estudio. Enredos formó con nada más que la presencia de placas amiloides.
Y las drogas que el beta amiloide bloque prevenir ambas placas y ovillos que se formen, informó el Dr. Tanzi y sus colegas.
"Esto proporciona un fuerte apoyo a la hipótesis amiloide y esencialmente cinchas del enlace serie entre amiloide y ovillos intracelulares," dijo el Dr. Doraiswamy. Ahora, agregó, el reto es demostrar que los fármacos que trabajan en este sistema también ayudan a los pacientes.
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