Vědci přispívají k nové sadě nástrojů pro boj s poruchami mozku

Nové studie pramenící z nálezů konsorcia Armamentarium konsorcia, které postupují na nástroje založené na vektorech viru asociovaných s adeno-asociovanými (AAV). An Oznámení o práci Vysvětluje, jak AAV „působí jako raketoplán schopný přepravovat speciálně navrženou DNA do buňky“.

Dvě ze studií o těchto nástrojích AAV byly prováděny týmy pro spolupráci pořádané Xiangminem Xu, Ph.D., profesorem anatomie a neurobiologie UC Irvine Cancellor a ředitel centra pro mapování nervových obvodů kampusu.

„Sběr práce této armamentarium umožňuje nové nástroje, které pomáhají prohloubit naše chápání struktury a funkce lidského centrálního nervového systému,“ říká Xu. „Naše vlastní technologie cílení mozku by mohla pomoci léčit Alzheimerovu chorobu a mnoho dalších neurologických poruch.“

Zacílení na mozkové endoteliální buňky

Jeden ze dvou papírů, „Konkrétní cílení mozku Endoteliální buňky Pomocí vektorů Enhancer-AAV, „Eric Velazquez-Rivera, Oyshi Dey, Nayoon Sophie Kim, Wenhao Cao, Qiao Ye, Hai Zhang, Jonathan T. Ting, Bing Ren, Todd C. Holmes a Xiangmin Xu, se objeví Online ve vydání 21. května 2025 Neuron.

Tato spolupráce mezi vědci v UC Irvine, UC San Diego a Allen Institute for Brain Science se zaměřuje na určité krevní cévy v mozku.

„Průtok krve mozkem prochází speciální sadou krevních cév, která poskytuje zvláštní ochranu mozku,“ vysvětluje Velazquez-Rivera, postdoktorandský výzkumný pracovník v laboratoři XU. Tato speciální vaskulatura je klíčovou součástí bariéry mozku krve (BBB). „Dodávka léčiva do mozku je díky této bariéře velkou výzvou, ale vyvinuli jsme způsob, jak obejít BBB technologií, která se zaměřuje na mozkovou vaskulaturu s minimálními nežádoucími vedlejšími účinky.“

Využívání rozdílů v nich Krevní cévy Ve srovnání se zbytkem těla vědci vyvinuli novou technologii založenou na genomických sekvencích a rekombinantních vektorech AAV, která se zaměřuje na endoteliální buňky mozku (BEC) s vysokou specificitou.

„Testovali jsme naši technologii zaměřenou na BEC v myším modelu Alzheimerovy choroby s velmi agresivní patologií a pozoruhodně to bylo stále specifické a efektivní,“ říká Velazquez-Rivera. „Schopnost zaměřit se s vysokou specifičností Endoteliální buňky v mozku může otevřít dveře vývoji nových vektorů genové terapie pro široké škálu neurologických onemocnění.“

Vědci doufají, že nakonec použijí BEC-Enhancer AAV k dodání terapeutických léků do mozku. „Naše vektorové nástroje BEC AAV by mohly být použity pro genovou terapii zaměřenou na mozek k zlepšení neurologických onemocnění,“ říká Velazquez-Rivera. „Může být dokonce jednou použito k léčbě obětí mrtvice.“

Jeden z vyšších autorů, Todd Holmes, Ph.D., profesor fyziologie a biofyziky v UC Irvine, si vzpomíná na původ práce. „Před více než pěti lety si kolegové z Dr. Xu a já a UCI School of Medicine vyvinuli odvážnou vizi, kterou bychom mohli usilovat o vyléčení tehdy nekonečných nemocí vytvářením nových technologií a partnerstvím s některými z nejlepších myslí v oblasti neurovědy, genomiky, virologie, biomedicínského inženýrství, informatiky a matematiky,“ říká. „Tento dokument a další nedávné články z našeho týmu vědeckého snu jsou produkty této vize.“

Cílení na excitační neurony

The other paper, „An AAV capsid proposed as microglia-targeting directs genetic expression in forebrain excitatory neurons,“ by Wenhao Cao, Zhiqun Tan, Bereket T. Berackey, Jason K. Nguyen, Sara R. Brown, Shiyang Du, Bin Lin, Qiao Ye, Magdalene Seiler, Todd C. Holmes and Xiangmin Xu, se objeví Online ve vydání 21. května 2025 Metody buněčných zpráv.

Tato práce se zaměřuje na excitační neurony, buňky, které se aktivně podílejí na kognitivní paměti a prostorové navigaci. Konkrétně zkoumá AAV-MG1.2, nástroj, který umožňuje cílené dodávání genů excitační neurony v mozku.

„Naše skupina zjistila, že AAV-MG1.2 ve skutečnosti dosahuje specifické genetické exprese ve zcela odlišném typu mozkových buněk: excitační neurony v oblasti předního mozku napříč různými živočišnými druhy,“ říká Cao, postgraduální studentský výzkumník v laboratoři XU. Zdůrazňuje, že toto zjištění vyvrátí dřívější tvrzení. Kromě toho byli vědci schopni ověřit aplikace pro tento nástroj AAV v sledování nervového obvodu a odhalit vstupní připojení pro excitační neurony v hippocampálních i kortikálních oblastech – areasy, které jsou důležité pro kognice, učení a paměť.

„Naše studie rozšiřuje existující sadu nástrojů pro cílení na excitační neurony a představuje AAV-MG1.2 jako užitečný nástroj pro cílení funkčních užitečných zatížení do podmnožin excitačních neuronů v předním mozku u různých druhů,“ říká Cao. „Když je AAV-MG1.2 spojena s funkčními enhancerovými prvky určenými pro odlišné excitační neuronální podtypy, otevírá slibnou cestu pro zkoumání specifických podtypů mozkových buněk, což by nakonec mohlo vést k klinickým aplikacím, které usnadňují cílenou terapii.“

Vědci budou i nadále zkoumat vnitřní fungování AAV-MG1.2. „Biologický mechanismus, který je základem specifického cílení excitačních neuronů AAV-MG1.2, zůstává nejasný,“ říká Cao. „Vysvětlení tohoto mechanismu bude rozhodující pro rozšíření sady nástrojů založených na nástrojích používaných ve výzkumu neurovědy.“