Formula ubat sederhana menjana semula sel otak
Para penyelidik telah mengambil langkah maju dalam mencari pil yang dapat memulihkan fungsi otak yang hilang akibat strok, kecederaan otak, dan keadaan seperti penyakit Alzheimer.
Para saintis di Pennsylvania State University (Penn State) di State College mengubah sel glial menjadi neuron yang berfungsi dengan menggunakan gabungan hanya empat molekul kecil.
Sel glial, antara lain, dapat menyokong dan melindungi neuron, yang merupakan sel yang melakukan fungsi mental otak.
Dalam makalah kajian baru yang kini terdapat dalam jurnal Laporan Sel Stem, para penyelidik menerangkan bagaimana neuron mereka yang ditukar bertahan selama lebih dari 7 bulan dalam kultur makmal.
Neuron baru juga menunjukkan kemampuan untuk bekerja seperti sel otak normal. Mereka membentuk rangkaian dan saling berkomunikasi menggunakan isyarat elektrik dan kimia.
Sel glial berkembang biak selepas kecederaan
Pengarang kajian kanan Gong Chen, yang merupakan profesor biologi di Penn State, menjelaskan bahawa neuron tidak tumbuh semula apabila tisu otak menjadi rosak.
"Sebaliknya," tambahnya, "sel glial, yang berkumpul di sekitar jaringan otak yang rusak, dapat berkembang biak setelah cedera otak."
Dalam makalah kajian mereka, dia dan pasukannya menjelaskan bagaimana sel glial membentuk bekas luka yang melindungi neuron dari kecederaan selanjutnya.
Walau bagaimanapun, kerana kehadirannya yang berterusan, parut glial juga menyekat pertumbuhan neuron baru dan penghantaran isyarat di antara mereka.
Percubaan sebelumnya untuk memulihkan pertumbuhan semula neuron dengan menghilangkan parut glial telah "berjaya", kata penulis kajian.
Prof Chen percaya bahawa "cara terbaik untuk memulihkan fungsi neuron yang hilang" adalah dengan membuat neuron baru dari sel glial yang dekat dengan neuron yang mati.
Memprogramkan semula astrosit menjadi neuron
Dalam karya sebelumnya, Prof Chen dan timnya telah menunjukkan bahawa mungkin untuk "memprogram ulang secara kimia" sejenis sel glial yang disebut astrosit menjadi neuron menggunakan sembilan molekul kecil dalam urutan tertentu. Tetapi, ketika mereka meneroka cara menerjemahkan kaedah dari makmal ke klinik, mereka menyedari bahawa kaedah itu terlalu rumit.
Oleh itu, tujuan kajian baru ini adalah untuk mencari kombinasi molekul yang lebih kecil yang dapat memprogramkan semula astrosit menjadi neuron yang berfungsi dengan cara yang lebih mudah.
Para penyelidik menguji beratus-ratus kombinasi sehingga mereka menemui formula berkesan yang terdiri daripada "empat ubat inti."
"Dengan menggunakan empat molekul," jelas penulis kajian pertama Jiu-Chao Yin, yang merupakan pelajar siswazah dalam bidang biologi di Penn State, "yang memodulasi empat jalur isyarat kritikal dalam astrosit manusia, kita dapat mengubah astrosit manusia dengan cekap - sebanyak 70 peratus - menjadi neuron berfungsi. "
Pasukan ini juga menguji kesan menjatuhkan salah satu daripada empat molekul dari formula. Tidak ada formula tiga ubat, yang sama efektifnya dengan versi empat ubat. Sebenarnya, gabungan tiga ubat terbaik adalah 20 peratus kurang berkesan daripada gabungan empat ubat.
Menggunakan hanya satu molekul tidak mencukupi untuk menukar astrosit menjadi neuron.
Alternatif sederhana untuk terapi gen
Prof Chen dan rakan-rakannya telah beberapa lama mengusahakan pertumbuhan semula neuron. Sebelum beralih ke pemrograman ulang kimia, mereka telah bereksperimen dengan terapi gen.
Namun, mereka menyimpulkan bahawa pendekatan terapi gen, yang dapat menelan belanja sekitar $ 500,000 setiap orang, akan terlalu mahal. Di samping itu, penyampaian terapi gen memerlukan teknik dan kepakaran yang canggih dan maju.
Prof Chen menjelaskan bahawa kelebihan utama pendekatan pengaturcaraan kimia adalah "pil yang mengandung molekul kecil dapat didistribusikan secara meluas di dunia, bahkan menjangkau kawasan luar bandar tanpa sistem hospital yang canggih."
Juga, dia dan pasukannya mendapati bahawa menyuntik keempat ubat tersebut pada tikus dewasa meningkatkan generasi sel otak baru di hipokampus, yang merupakan kawasan otak yang berperanan dalam ingatan.
Banyak lagi usaha yang akan datang
Penulis kajian menunjukkan bahawa penemuan itu hanya selangkah ke arah pertumbuhan semula neuron dalam pil. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan dalam mengembangkan formula yang tepat, terutama mengenai "pembungkusan dan pengiriman" molekul kecil.
Selain mengesahkan keberkesanannya, para penyelidik juga perlu meneroka kesan sampingan dan keselamatan ubat tersebut.
Mereka yakin, bagaimanapun, bahawa formula empat ubat baru mereka suatu hari akan merealisasikan potensinya sebagai rawatan langsung bagi orang yang kehilangan fungsi saraf melalui kecederaan otak, strok, dan keadaan neurodegeneratif seperti penyakit Alzheimer.
"Impian utama saya adalah mengembangkan sistem penyampaian ubat yang sederhana, seperti pil, yang dapat membantu pesakit strok dan pesakit Alzheimer di seluruh dunia untuk menjana semula neuron baru dan memulihkan keupayaan pembelajaran dan ingatan mereka yang hilang."
Prof Gong Chen
