การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองโรคอัลไซเมอร์ในถ้วยอาจช่วยเร่งการพัฒนายาได้

เมื่อ 10 ปีก่อน นักวิจัยได้นำเสนอแบบจำลองใหม่สำหรับการศึกษาโรคอัลไซเมอร์ที่เรียกว่า อัลไซเมอร์ในจานทดลอง แบบจำลองนี้ใช้เซลล์สมองที่โตเต็มที่ซึ่งแขวนลอยอยู่ในเจลเพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสมองของมนุษย์ในช่วงเวลา 10 ถึง 13 ปีขึ้นมาใหม่ในเวลาเพียง 6 สัปดาห์ แต่แบบจำลองนี้สามารถจำลองการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในผู้ป่วยได้จริงหรือไม่ ในการศึกษาวิจัยครั้งใหม่นี้ นักวิทยาศาสตร์จาก Mass General Brigham and Beth Israel Deaconess Medical Center (BIDMC) ได้พัฒนาอัลกอริทึมเพื่อประเมินอย่างเป็นกลางว่าแบบจำลองโรคอัลไซเมอร์สะท้อนการเปลี่ยนแปลงทางการทำงานและทางพันธุกรรมในสมองของผู้ป่วยได้อย่างแม่นยำเพียงใด ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Neuron ยืนยันความคล้ายคลึงที่สำคัญ ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าแบบจำลองโรคอัลไซเมอร์ในจานทดลองสามารถใช้เพื่อเร่งการประเมินและพัฒนายารักษาโรคชนิดใหม่ได้

การยืนยันประสิทธิภาพของแบบจำลอง

“เป้าหมายของเราคือการค้นหาโมเดลที่ดีที่สุดที่สะท้อนสิ่งที่เกิดขึ้นในสมองของผู้ป่วยอัลไซเมอร์ได้แม่นยำที่สุด เราพัฒนาโมเดล 3 มิติเมื่อ 10 ปีที่แล้ว และตอนนี้เรามีข้อมูลที่บ่งชี้ว่าโมเดลดังกล่าวอาจเร่งการค้นพบยาได้” ดร. Do Young Kim จากแผนกประสาทวิทยา โรงพยาบาลแมสซาชูเซตส์ เจเนอรัล ผู้ร่วมเขียนการศึกษากล่าว

ผนึกกำลังร่วมต่อสู้กับโรคอัลไซเมอร์

การศึกษานี้เกิดขึ้นได้จากความร่วมมือระหว่างนักวิจัยด้านประสาทวิทยาและวิทยาศาสตร์ระบบที่มุ่งหวังที่จะปรับปรุงการรักษาโรคอัลไซเมอร์ (AD) เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ปัญหาสำคัญในการวิจัยโรคอัลไซเมอร์คือข้อจำกัดของหนูทดลองที่ไม่สามารถจำลองคราบโปรตีนอะไมลอยด์และลักษณะเด่นอื่นๆ ของโรคที่พบในมนุษย์ได้

“เราเผชิญกับความท้าทายพื้นฐาน นั่นคือ การทำความเข้าใจว่ารูปแบบใดที่สะท้อนถึงความซับซ้อนของโรคอัลไซเมอร์ในสมองของมนุษย์ได้อย่างแท้จริง” ดร. วินสตัน ไฮด์ จาก BIDMC ผู้ร่วมเขียนการศึกษากล่าว “การเปลี่ยนโฟกัสจากยีนแต่ละตัวไปที่เส้นทางชีวภาพ ทำให้เราสามารถสร้างระบบที่เปลี่ยนแนวทางที่เราดำเนินการค้นหาและทดสอบยาได้”

แพลตฟอร์มอัลกอริทึมใหม่

นักวิจัยได้พัฒนาแพลตฟอร์มการวิเคราะห์กิจกรรมทางเดินใหม่ (IPAA) เพื่อพิจารณาว่าโมเดลใดสะท้อนการเปลี่ยนแปลงทางการทำงานของ AD ได้ดีที่สุด และระบุเส้นทางหลักสำหรับการพัฒนายา ในการศึกษานี้ พวกเขาได้ระบุเส้นทางชีวภาพที่ผิดปกติ 83 เส้นทางที่พบได้ทั่วไปในตัวอย่างสมองจากผู้ป่วย AD ที่เสียชีวิตแล้ว และโมเดลเซลล์ 3 มิติ

เส้นทางหนึ่งที่ศึกษาเพื่อพิสูจน์แนวคิดคือ p38 MAPK (mitogen-activated protein kinase) โดยการใช้สารยับยั้ง p38 MAPK ที่ยังไม่เคยทดสอบในผู้ป่วย AD มาก่อน นักวิจัยสามารถลดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาของโรค AD ได้อย่างมีนัยสำคัญในแบบจำลองทางห้องปฏิบัติการ ซึ่งเน้นย้ำถึงศักยภาพในการทดลองทางคลินิก

การขยายและเร่งการพัฒนายา

แบบจำลองโรคอัลไซเมอร์ในจานร่วมกับอัลกอริทึม IPAA ทำให้ผู้วิจัยสามารถทดสอบยาหลายชนิดพร้อมกันได้ ยาและสารประกอบจากธรรมชาติที่ได้รับการรับรองหลายร้อยรายการได้รับการทดสอบแล้ว ซึ่งถือเป็นการเปิดทางสู่การทดลองทางคลินิก

“ตอนนี้เรามีระบบที่ไม่เพียงแต่ช่วยให้เราทดสอบยาใหม่ๆ ได้อย่างรวดเร็วเท่านั้น แต่ยังสามารถคาดการณ์ยาตัวใดจะมีประสิทธิผลสูงสุดได้อีกด้วย” ดร. รูดอล์ฟ แทนซี ผู้อำนวยการ McCance Center for Brain Health กล่าว

อนาคตของการวิจัย

ความก้าวหน้าเหล่านี้ทำให้การแพทย์เข้าใกล้การพัฒนายาที่มีประสิทธิภาพสำหรับโรคอัลไซเมอร์และเร่งการนำยาเหล่านี้ไปใช้ในผู้ป่วยได้เร็วขึ้น แนวทางใหม่ที่ผสมผสานเทคโนโลยีการสร้างแบบจำลองขั้นสูงและการวิเคราะห์อัลกอริทึมมีแนวโน้มที่จะช่วยให้การต่อสู้กับโรคที่ซับซ้อนนี้ก้าวหน้าขึ้นอย่างมาก

การศึกษานี้ได้รับการตี พิมพ์ในวารสารNeuron