Προς μια θεραπεία για το ALS: η μαγνητική διέγερση αποκαθιστά τους εξασθενημένους κινητικούς νευρώνες - Physics World

Η αμυοτροφική πλάγια σκλήρυνση (ALS) είναι μια σοβαρή ανίατη διαταραχή κατά την οποία οι κινητικός νευρώνες - νευρικά κύτταρα στον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό που στέλνουν σήματα στους μύες για τον έλεγχο της κίνησης - καταστρέφονται. Χωρίς λειτουργικούς κινητικούς νευρώνες, οι μύες δεν λαμβάνουν οδηγίες και δεν λειτουργούν πλέον, οδηγώντας σε προοδευτική παράλυση, μυϊκή ατροφία και, τελικά, ανεπάρκεια του αναπνευστικού συστήματος.

Επί του παρόντος, δεν υπάρχει επιτυχής θεραπεία για την ALS, με τις φαρμακευτικές θεραπείες να έχουν οριακό μόνο αντίκτυπο στην επιβίωση των ασθενών. Με στόχο να αντιμετωπιστεί αυτό το έλλειμμα, μια διεπιστημονική ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) Και TU Δρέσδη διερευνά τη δυνατότητα χρήσης μαγνητικών πεδίων για την αποκατάσταση των εξασθενημένων κινητικών νευρώνων.

Η επίδραση της μαγνητικής διέγερσης στις νευρωνικές παθήσεις έχει διερευνηθεί ευρέως. Ωστόσο, οι εφαρμογές στα περιφερικά νεύρα είναι σπάνιες. Σε αυτή την τελευταία μελέτη, που αναφέρεται στο Κύτταρα, οι ερευνητές αξιολόγησαν εάν η μαγνητική διέγερση των περιφερειακών κινητικών νευρώνων θα μπορούσε να αποκαταστήσει ελαττώματα σε κινητικούς νευρώνες που προέρχονται από βλαστοκύτταρα από ασθενείς με ALS με μεταλλάξεις στο γονίδιο FUS (FUS-ALS).

Η ομάδα - με επικεφαλής τον φυσικό Thomas Herrmannsdörfer, κυτταρικός βιολόγος Arun Pal και γιατρός Ρίτσαρντ Φανκ, και με την υποστήριξη συναδέλφων στο TU Dresden και το Πανεπιστήμιο του Rostock – δημιούργησαν νωτιαίους κινητικούς νευρώνες με επαναπρογραμματισμό επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων που λαμβάνονται από βιοψίες δέρματος υγιών ατόμων και ασθενών με FUS-ALS. Σχεδίασαν και κατασκεύασαν ηλεκτρομαγνητικά πηνία που μπορούν να λειτουργήσουν σε επωαστήρες κυτταροκαλλιέργειας και τα χρησιμοποίησαν για να εκθέσουν τους κινητικούς νευρώνες σε προσαρμοσμένα μαγνητικά πεδία.

Κάθε μαγνητική διέγερση περιελάμβανε τέσσερις διαδοχικές θεραπείες (διάρκειας πολλών ωρών) χρησιμοποιώντας πολύ χαμηλές συχνότητες τετραγωνικών κυμάτων από 2 έως 10 Hz. Οι θεραπείες πραγματοποιήθηκαν αφού τα κύτταρα είχαν ωριμάσει για 30 έως 45 ημέρες in vitro, με τα πηνία κλειστά ενδιάμεσα. Μετά την τελική θεραπεία, η ομάδα διατήρησε τα κύτταρα σε καλλιέργεια για δύο ημέρες πριν αξιολογήσει την επίδραση της μαγνητικής διέγερσης.

Αποκατάσταση αξονικών ελαττωμάτων

Οι κινητικοί νευρώνες διαθέτουν μεγάλες προβολές που ονομάζονται άξονες, οι οποίες μπορούν να έχουν μήκος έως και 1 m, οι οποίες μεταφέρουν ουσίες και μεταδίδουν πληροφορίες. Οι βλάβες στη μεταφορά νευραξονικών οργανιδίων όπως τα μιτοχόνδρια και τα λυσοσώματα συμβάλλουν στον εκφυλισμό των νευρώνων στο ALS. Έτσι, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν απεικόνιση ζωντανών κυττάρων και χρώση ανοσοφθορισμού για να μετρήσουν την κινητικότητα αυτών των οργανιδίων σε κινητικούς νευρώνες που εκτέθηκαν σε μαγνητικά πεδία.

Αρχικά εξέτασαν τη μέση ταχύτητα των οργανιδίων. Η ποσοτική ανάλυση παρακολούθησης αποκάλυψε μειωμένη άπω μέση ταχύτητα τόσο για τα μιτοχόνδρια όσο και για τα λυσοσώματα σε μη επεξεργασμένους μεταλλαγμένους κινητικούς νευρώνες FUS σε σύγκριση με κύτταρα ελέγχου (που προέρχονται από υγιείς δότες). Η έκθεση σε μαγνητικά πεδία επανέφερε τη μέση ταχύτητα στους κινητικούς νευρώνες FUS στα επίπεδα ελέγχου, με τα καλύτερα αποτελέσματα να παρατηρούνται χρησιμοποιώντας πολύ χαμηλές συχνότητες περίπου 10 Hz.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό της ALS είναι η μειωμένη ικανότητα των αξόνων να αναπτύσσονται και να αναγεννώνται μετά από τραυματισμούς ή κατά τη διάρκεια της γήρανσης. Αυτή η ανάπτυξη είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της δια-νευρωνικής συνδεσιμότητας μεταξύ των νευρικών απολήξεων και τη μετάδοση πληροφοριών. Για να μελετήσει εάν η μαγνητική διέγερση θα μπορούσε να βελτιώσει τέτοια ελαττώματα, η ομάδα χρησιμοποίησε ζωντανή απεικόνιση κυττάρων σε μικρορευστικούς θαλάμους για να αναλύσει τη νέα ανάπτυξη αξονικών κώνων ανάπτυξης μετά από αξονική τομή (απόσπαση άξονα).

Οι ερευνητές παρατήρησαν μειωμένη μέση αξονική ταχύτητα ανάπτυξης σε μη επεξεργασμένους κινητικούς νευρώνες FUS σε σύγκριση με κύτταρα ελέγχου. Η μαγνητική διέγερση των κινητικών νευρώνων FUS στα 10 Hz αύξησε σημαντικά τη μέση ταχύτητα ανάπτυξης πίσω στα επίπεδα ελέγχου. Τα μαγνητικά πεδία δεν επηρέασαν τη μέση ταχύτητα ανάπτυξης στους κινητικούς νευρώνες ελέγχου.

Σε πολυάριθμα πειράματα, οι ερευνητές έδειξαν ότι οι κινητικοί νευρώνες από ασθενείς με ALS ανταποκρίνονται στα μαγνητικά πεδία, με μειωμένη αξονική μεταφορά οργανιδίων που επανενεργοποιούνται με διέγερση και αποκαθίσταται η αξονική αναγέννηση. Είναι σημαντικό ότι απέδειξαν επίσης ότι τα υγιή κύτταρα δεν υπέστησαν βλάβη από τη μαγνητική διέγερση.

Ο υπέρηχος θα μπορούσε να επιτρέψει μελλοντικές θεραπείες για τη νόσο των κινητικών νευρώνων

Ενώ αυτά τα ευρήματα φαίνονται πολλά υποσχόμενα, η ομάδα υπογραμμίζει την ανάγκη για μακροπρόθεσμη και ίη νίνο σπουδές. «Τα θεωρούμε αυτά in vitro προκύπτει ως μια ενθαρρυντική προσέγγιση στην πορεία προς μια πιθανή νέα θεραπεία για την ALS, καθώς και άλλες νευρογεννητικές ασθένειες», λέει ο Herrmannsdörfer σε μια δήλωση τύπου. «Γνωρίζουμε επίσης, ωστόσο, ότι απαιτούνται λεπτομερείς μελέτες παρακολούθησης για να επιβεβαιωθούν τα ευρήματά μας».

Τώρα εργάζεται εντός του ThaXonian Ο Herrmannsdörfer και οι συνεργάτες του σχεδιάζουν περαιτέρω μελέτες για να βελτιστοποιήσουν τις παραμέτρους του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου, να κατανοήσουν την κυτταρική απόκριση σε διάφορα μαγνητικά ερεθίσματα και να δοκιμάσουν τη θεραπεία σε άλλες νευροεκφυλιστικές διαταραχές, όπως η νόσος Πάρκινσον, Χάντινγκτον και Αλτσχάιμερ.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Αυτοκίνητο / EVs, Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• BlockOffsets. Εκσυγχρονισμός της περιβαλλοντικής αντιστάθμισης ιδιοκτησίας. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/towards-a-cure-for-als-magnetic-stimulation-restores-impaired-motoneurons/