Одной из предполагаемых причин болезни Альцгеймера является чрезмерное накопление белка бета-амилоида (амилоид-?) в разных областях мозга. Это приводит к отложению агрегированных белковых бляшек, которые токсичны для нейронов. Один из самых многообещающих способов борьбы с бляшками — «пометить» амилоид-? белки с антителами, которые сигнализируют собственной иммунной системе пациента атаковать и очищать их. Чтобы это лечение было наиболее эффективным, его следует проводить как можно раньше, до появления первых признаков когнитивного спада.
Но для этого требуются повторные инъекции вакцины, что может вызвать побочные эффекты. Ученые EPFL решили проблему с помощью имплантата, который может обеспечить стабильный и безопасный поток антител в мозг пациента для удаления амилоида-? белки.
Работа опубликована в журнале Brain.
Лаборатория Патрика Эбишера в EPFL разработала биоактивную капсулу, содержащую клетки, которые были генетически сконструированы для производства антител против амилоида-?.
Капсула имплантируется в ткань под кожей, и со временем клетки производят и высвобождают устойчивый поток антител в кровоток, откуда они переходят в мозг для нацеливания на амилоид-? бляшки.
Сама капсула основана на дизайне лаборатории Aebischer, опубликованном в 2014 году. Его называют «устройством для макрокапсулирования», и он состоит из двух проницаемых мембран, герметизированных вместе полипропиленовой рамкой.
Готовое устройство имеет длину 27 мм, ширину 12 мм и 1 шт.Толщиной 2 мм и содержит гидрогель, который способствует росту клеток. Все используемые материалы биосовместимы, и лаборатория специально использовала метод, который легко воспроизводится для крупномасштабного производства.
Клетки внутри капсулы важны. Они не только должны быть способны вырабатывать антитела, но они также должны быть совместимы с пациентом, чтобы не запускать иммунную систему против них, как трансплантат может. Именно здесь вступают в игру мембраны капсулы, защищая клетки от идентификации и нападения со стороны иммунной системы.
Эта защита также означает, что клетки от одного донора можно использовать для нескольких пациентов.
Перед тем, как попасть в капсулу, клетки сначала генетически сконструированы для производства антител, которые специфически распознают амилоид и нацелены на него-?. Выбранные клетки берутся из мышечной ткани, а проницаемые мембраны позволяют им взаимодействовать с окружающей тканью, чтобы получить все необходимые им питательные вещества и молекулы.
Исследователи с большим успехом протестировали устройство на мышах.
Мыши — генетическая линия, которая обычно используется для моделирования болезни Альцгеймера — показали резкое снижение уровня амилоида-? бляшка. Действительно, постоянный поток антител, продуцируемых капсулой в течение 39 недель, предотвращал образование амилоида-? бляшки в головном мозге. Лечение также уменьшило фосфорилирование белка тау, еще один признак болезни Альцгеймера, наблюдаемый у этих мышей.
Доказательство концепции является знаковым.
Это ясно демонстрирует, что инкапсулированные клеточные имплантаты могут успешно и безопасно использоваться для доставки антител для лечения болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний, которые содержат дефектные белки.
В этой работе участвовали Лаборатория нейродегенеративных исследований EPFL (Brain Mind Institute), Swiss Light Source (Институт Пола Шеррера) и F. Hoffmann-La Roche.
Он финансировался Швейцарской комиссией по технологиям и инновациям и F. Hoffmann-La Roche Ltd.