Используя стволовые клетки пациентов с БАС (боковой амиотрофический склероз), Cedars-Sinai создала реалистичную модель загадочной и смертельной болезни, которая может помочь определить причину заболевания, а также разработать эффективные методы лечения.

В исследовании, опубликованном в журнале Cell Stem Cell, исследователи подробно рассказывают о том, как они создали «БАС на чипе», а также о подсказках, которые уже дал специализированный лабораторный чип относительно негенетических причин заболевания, также известного как болезнь Лу Герига.

Работа основана на предыдущих исследованиях , в которых взрослые клетки пациентов с БАС были возвращены в стволовые клетки . Затем клетки были направлены на производство двигательных нейронов, которые погибают при болезни, вызывая прогрессирующую потерю способности двигаться, говорить, есть и дышать.

В этом исследовании двигательные нейроны пациентов с БАС были посеяны в верхние каналы микроинженерных чипов. Клетки, составляющие гематоэнцефалический барьер, были посеяны в нижние каналы чипов. Два канала соединены через пористую мембрану, которая позволяет исследователям пропускать жидкости через чипы, чтобы имитировать кровоток .

Исследователи создали вторую группу специализированных чипов, используя клетки людей, не страдающих БАС, а затем применили передовые технологии для анализа более 10 000 генов в двигательных нейронах в обеих группах чипов.

Графическая аннотация Кредит: Cell Stem Cell (2025). DOI: 10.1016/j.stem.2025.05.015
«В нашей ранней работе мы не смогли обнаружить много различий между двигательными нейронами пациентов с БАС и здоровых людей», — сказал Клайв Свендсен, доктор философии, исполнительный директор Института регенеративной медицины Совета управляющих в Cedars-Sinai и старший автор исследования.

«Но в этих исследованиях использовалась традиционная лабораторная культура, которая статична, как пруд. В организме кровеносные сосуды обеспечивают постоянный поток жидкости, чтобы доставлять питательные вещества и выводить отходы, и могут даже оказывать другие виды поддержки двигательным нейронам».

В специализированных чипах двигательные нейроны созрели более полно, чем в статической чашке Петри, и исследователи смогли обнаружить явные различия в клетках пациентов с БАС.

«Мы были заинтригованы, обнаружив, что передача сигналов глутамата, химического вещества, которое посылает возбуждающие сообщения между нейронами, была изменена в двигательных нейронах при БАС», — сказал Свендсен.

«Избыточное высвобождение глутамата долгое время считалось возможной причиной БАС, и один из немногих препаратов, одобренных для лечения этого заболевания, нацелен на этот нейротрансмиттер. Изменения, которые мы обнаружили, похоже, не вызывают никаких проблем для двигательных нейронов, пока они молодые, но с течением времени возможно, что эта повышенная сигнализация глутамата может быть частью причины гибели двигательных нейронов при БАС».

Свендсен сказал, что хотя эти результаты и являются захватывающими, следующая задача команды — определить, приводит ли эта повышенная сигнализация глутамата непосредственно к дисфункции или смерти клеток. Он также отметил, что глутамат, вероятно, является лишь одним из фрагментов гораздо большей головоломки, которая лежит в основе причины БАС.

«Эти модели позволяют нам лучше понять самые ранние стадии развития заболевания», — сказал Свендсен.

«Мы пока не соединили все точки, но на основе этих результатов у нас есть модель, которая позволит нам проверить наши теории. Если мы сможем показать, что глутаматная сигнализация в конечном итоге делает двигательные нейроны БАС больными, например, мы сможем применять препараты к кровеносным сосудам чипа, чтобы имитировать клиническое испытание. Эти эксперименты уже ведутся».