Kmeňové bunky proti Downovmu syndrómu a Alzheimerovej chorobe: spoločné ciele a personalizované prístupy

Vedci z organizácie Tohoku Medical Megabank na Univerzite Tohoku (Japonsko) publikovali komplexný prehľad súčasných a sľubných prístupov k liečbe Downovho syndrómu (DS) a Alzheimerovej choroby (AD) pomocou kmeňových buniek v časopise Stem Cell Research & Therapy. Napriek ich odlišným etiológiám – trizómii 21 pri DS a vekom závislej akumulácii β-amyloidu a tau patológie pri AD – sú obe ochorenia charakterizované podobnými mechanizmami neurozápalu, oxidačného stresu a straty synaptických spojení, čo z nich robí potenciálne ciele bunkových terapií.

Zdroje kmeňových buniek a ich potenciál

• Nervové kmeňové bunky (NSC). Sú schopné diferenciácie na nové neuróny a astrocyty. V predklinických modeloch diabetu a Alzheimerovej choroby viedla transplantácia NSC k...

  • obnovenie počtu neurónov v hipokampe,
  • zlepšenie učenia a pamäte (zlepšenie výkonu v testoch bludiska),
  • zníženie hladiny prozápalových cytokínov (TNF-α, IL-1β) o 40–60 %.

• Mezenchymálne kmeňové bunky (MSC). Prostredníctvom sekrécie trofických faktorov (BDNF, GDNF) a exozómov znižujú neurozápal a stimulujú endogénnu neurogenézu. V modeloch pacientov s Alzheimerovou chorobou potvrdili...

  • zníženie amyloidných plakov o 30–50 %,
  • obnovenie synaptickej hustoty (PSD95, Synaptofyzín).

• Indukované pluripotentné kmeňové bunky (iPSC). Pochádzajú z buniek pacientov s cukrovkou alebo Alzheimerovou chorobou a umožňujú modelovanie ochorení na mieru, testovanie terapeutických intervencií a potenciálne aj vytvorenie autokompatibilných transplantátov.

• Embryonálne kmeňové bunky (ESC): Vďaka najvyššej plasticite zostávajú kľúčovým zdrojom pre základný výskum, hoci ich klinické využitie je obmedzené etickými štandardmi.

Všeobecné terapeutické mechanizmy

1. Antiamyloidogénna aktivita. Bunky MSC a NSC stimulujú mikroglie a astrocyty k pohltnutiu β-amyloidu, čím urýchľujú jeho odstránenie z parenchýmu.
2. Modulácia neurozápalu. Faktory vylučované z MSC znižujú aktiváciu inflamazómu NLRP3 a potláčajú migráciu prozápalových astrocytov (fenotyp A1).
3. Stimulácia endogénnej neurogenézy. NSC a rastové faktory z MSC aktivujú rezervné neuronálne progenitory v subventrikulárnej zóne a hipokampe.
4. Antioxidačný účinok. Exozómy MSC nesú miRNA a proteíny, ktoré zvyšujú expresiu antioxidačných génov (NRF2, SOD2).

Fázy klinického vývoja

• Alzheimerova choroba.

  • Prebiehajú skoré klinické štúdie fázy I/II MSC a NSC, pričom už boli zaznamenané nasledujúce:

    • trend smerom k zlepšeniu v kognitívnych testoch MMSE a ADAS-Cog o 10 – 15 % po 6 mesiacoch,
    • zníženie hladiny p-tau a β-amyloidu v mozgovomiechovom moku.

• Downov syndróm.

  • Doteraz, obmedzené na predklinické štúdie na myších modeloch, transplantované NSC zlepšujú kognitívny výkon a znižujú hyperpláziu mikroglií.
  • Prvé klinické pilotné štúdie podávania MSC sú plánované na posúdenie bezpečnosti a vplyvu na neurologické funkcie.

Kľúčové výzvy a budúce smery

• Etické a regulačné otázky pri používaní ESC a iPSC.
• Riziko nádorov a imunitného odmietnutia, najmä pri ESC.
• Štandardizácia protokolov: dávkovanie, cesta podania (intracerebrálne, intratekálne), optimálny čas intervencie.
• Personalizácia terapie: kombinácia genetických informácií pacienta (napr. genotyp APOE pri Alzheimerovej chorobe) a typu kmeňových buniek pre maximálnu účinnosť.
• Kombinované prístupy: kombinácia bunkových transplantátov s očkovaním proti β-amyloidu alebo inhibítormi τ-proteínkinázy.

Prehľad zdôrazňuje, že hoci sa Downov syndróm a Alzheimerova choroba líšia v príčinách, ich neurodegeneratívne mechanizmy sa prekrývajú a kmeňové bunky sa stávajú všestranným nástrojom na ich moduláciu. „Prechod z predklinického na klinický stav si bude vyžadovať spoločné úsilie neurovedcov, genetikov a etikov,“ uzatvárajú autori. „Potenciál zmeniť priebeh týchto ochorení je však obrovský.“