Jednoczesna hodowla neuronów i komórek glejowych sposobem na skuteczniejsze leczenie bólu neuropatycznego
U podstaw projektu NGN-PET (Modelling Neuron-Glia Networks into a drug discovery platform for Pain Efficacious Treatments) leżało jedno przekonanie: pech badaczy w znajdowaniu skuteczniejszych metod leczenia bólu neuropatycznego wynika z niedostatecznej przekładalności obecnych modeli bólu przewlekłego. Zamiast koncentrować się wyłącznie na elementach neuronalnych, projekt bierze pod uwagę wszystkie komórki zaangażowane w przewlekły ból in vivo. Co jest najbardziej innowacyjnym aspektem tego podejścia? Kładzie ono nacisk na komórki glejowe, takie jak mikroglej, astrocyty, komórki Schwanna, komórki satelitarne oraz komórki układu odpornościowego.
Wprowadzenie interakcji pomiędzy glejem a neuronami
„Interakcje pomiędzy glejem a neuronami to interesujące mechanizmy z punktu widzenia opracowywania nowych terapii bólu przewlekłego. Dodatkowo niedawne postępy w technologiach hiPSC mogą nam pomóc pokonać przeszkodę w postaci ograniczonego dostępu do ludzkich tkanek na potrzeby opracowywania modeli in vitro”, wyjaśnia Paola Tarroni, koordynatorka projektu i dyrektor ds. innowacji naukowych w firmie Axxam. Projekt NGN-PET może się okazać tak potrzebnym brakującym ogniwem pomiędzy istnieniem tych technologii a ich zastosowaniem. Od 2017 roku w ramach projektu tworzono podstawową wiedzę na temat szlaków neuronalno-glejowych bólu neuropatycznego oraz nowe narzędzia służące do odkrywania i walidacji nowych celów i związków. „Jak dotąd grupa opracowała rzetelną standardową procedurę międzylaboratoryjną oceny leków w dwóch podstawowych przedklinicznych modelach zwierzęcych bólu przewlekłego. Główne wyniki naszych badań obejmują krytyczną ponowną ocenę tego, w jaki sposób nadawać priorytety celom na potrzeby opracowywania leków przeciwbólowych. Opracowaliśmy też dane wykorzystane w internetowym narzędziu do transkrypcyjnego wyszukiwania danych na temat neuronalno-immunologicznych interakcji obwodowych. Na koniec rozpoczęliśmy produkcję ludzkich neuronów czuciowych na dużą skalę i zaprojektowaliśmy zminiaturyzowane formaty na potrzeby hodowli tych zaawansowanych układów komórkowych. Można je wykorzystać w sektorze przemysłowym na potrzeby badań przesiewowych leków”, stwierdza Tarroni.
Podwaliny pod nowe, innowacyjne leki
Na trzy miesiące przed zakończeniem projektu zespół bada niektóre z celów określonych w ramach analizy transkrypcji RNA. „Porównujemy ich skuteczność ze skutecznością niektórych leków referencyjnych dostępnych na rynku”, stwierdza Tarroni. „Oprócz tego przeprowadzamy badania skojarzeniowe, aby ocenić hipotezę stwierdzającą, że wpływanie zarówno na neurony, jak i na glej jest lepszym podejściem do leczenia bólu neuropatycznego”. Trwają też badania in vitro nad wyjaśnieniem roli określonych populacji komórek glejowych w regulacji pobudzania komórek nerwowych, jak również dalsze prace nad modelami gryzoni in vitro, przydatnymi w procesie testowania leków. Ogólnie rzecz biorąc, przewiduje się, że zastosowanie standaryzowanych jednoczesnych hodowli neuronów i gleju z hiPSC o większej przewidywalności umożliwi przełom w identyfikacji nowych związków o mechanizmach działania wykraczających poza same cele neuronalne. Podejście to istotnie poszerza zakres dostępnych opcji identyfikacji leków o więcej niż jednym mechanizmie działania czy nawet walidacji potencjalnych synergii pomiędzy obecnymi sposobami leczenia ukierunkowanymi na neurony lub glej. „Technologię NGN-PET można rozszerzyć tak, by zastosować ją do innych typów komórek z różnych obszarów układu nerwowego, stwarzając alternatywne rozwiązanie lub uzupełniając obecne podejścia do opracowywania leków. Celem jest zmniejszenie wskaźnika niepowodzeń w procesie opracowywania leków zwalczających ból neuropatyczny, a ostatecznie – opracowanie nowych i skutecznych terapii”, podsumowuje Paola Tarroni. Projekt jest finansowany ze środków inicjatywy w zakresie leków innowacyjnych, będącej partnerstwem publiczno-prywatnym realizowanym prze UE oraz europejski przemysł farmaceutyczny.
Słowa kluczowe
NGN-PET, ból neuropatyczny, leczenie, ból przewlekły, komórki glejowe, glej-neuron, opracowywanie leków