Учени откриха начин да обърнат промените в мозъка, причинени от болестта на Алцхаймер, с лекарства за рак

Учени от Калифорнийския университет в Сан Франциско и Института Гладстон са идентифицирали противоракови лекарства, които могат да обърнат промените, настъпващи в мозъка при болестта на Алцхаймер, потенциално забавяйки или дори обръщайки симптомите ѝ.

В проучване, публикувано в Cell, учените сравняват генната експресия на болестта на Алцхаймер с промени, причинени от 1300 одобрени лекарства, и откриха комбинация от две лекарства за рак, които биха могли да лекуват най-често срещаната форма на деменция.

Проучването първо анализира как болестта на Алцхаймер променя генната експресия в отделни клетки в човешкия мозък. След това изследователите търсят съществуващи лекарства, вече одобрени от Агенцията по храните и лекарствата (FDA), които причиняват обратните промени в генната експресия.

Те търсели специално лекарства, които биха могли да обърнат промените в генната експресия в невроните и други видове мозъчни клетки, наречени глия, които са увредени или променени при болестта на Алцхаймер.

След това изследователите анализирали милиони електронни медицински досиета и показали, че пациентите, които са приемали някои от тези лекарства като част от лечението си за други състояния, са по-малко склонни да развият болестта на Алцхаймер.

Когато тестваха комбинация от двете водещи лекарства - и двете от които са противоракови агенти - в миши модел на болестта на Алцхаймер, тя намали мозъчната дегенерация при мишките и дори възстанови способността им за памет.

„Болестта на Алцхаймер включва сложни промени в мозъка, които затрудняват изучаването и лечението ѝ, но нашите изчислителни инструменти отвориха вратата за директно справяне с тази сложност“, каза Марина Сирота, доктор, изпълняващ длъжността директор на Института Бахарах за компютърни здравни науки в Калифорнийския университет в Сан Франциско, професор по педиатрия и съавтор на статията.
„Развълнувани сме, че нашият изчислителен подход ни доведе до потенциална комбинирана терапия за болестта на Алцхаймер, базирана на съществуващи лекарства, одобрени от FDA.“

Големите данни от пациенти и клетки сочат към нова терапия за Алцхаймер

Болестта на Алцхаймер засяга 7 милиона души в САЩ и причинява постоянен спад в когнитивните функции, способността за учене и паметта. И все пак десетилетия изследвания са довели до разработването само на две лекарства, одобрени от FDA, нито едно от които не може значително да забави влошаването.

„Болестта на Алцхаймер вероятно е резултат от множество промени в много гени и протеини, които работят заедно, за да нарушат здравето на мозъка“, каза д-р Ядонг Хуанг, старши учен и директор на Центъра за транслационни изследвания „Гладстон“, професор по неврология и патология в Калифорнийския университет в Сан Франциско и съавтор на статията.
„Това прави разработването на лекарства изключително трудно, тъй като традиционно лекарствата са били проектирани да се насочват към един-единствен ген или протеин, който причинява заболяването.“

Екипът използва публично достъпни данни от три проучвания на мозъка с болестта на Алцхаймер, които измерват генната експресия в отделни мозъчни клетки от починали донори със и без Алцхаймер. Те използват тези данни, за да създадат сигнатури на генната експресия за Алцхаймер в неврони и глиални клетки.

След това изследователите сравнили тези сигнатури с резултатите от базата данни Connectivity Map, която съдържа данни за ефектите на хиляди лекарства върху генната експресия в човешките клетки.

От 1300 лекарства:

• 86 обърнаха генната експресия на болестта на Алцхаймер в един клетъчен тип.
• 25 го обърнаха в няколко вида мозъчни клетки.
• Само 10 вече са одобрени от FDA за употреба при хора.

Анализирайки данни от хранилището за данни на UC Health (анонимизирана информация за 1,4 милиона души над 65-годишна възраст), екипът установи, че няколко от тези лекарства изглежда намаляват риска от развитие на болестта на Алцхаймер с течение на времето.

„С всички тези съществуващи източници на данни, ние стеснихме списъка от 1300 лекарства до 86, след това до 10 и накрая до пет“, каза д-р Яцяо Ли, бивш докторант в лабораторията на Сирота в UCSF, сега постдокторант в лабораторията на Хуанг в Гладстон и водещ автор на статията.
„Особено богатите данни, събрани от всички медицински центрове на UC, веднага ни насочиха към най-обещаващите лекарства. Това е нещо като симулирано клинично изпитване.“

Комбинирана терапия, готова за следващата стъпка

Ли, Хуанг и Сирота избрали две противоракови лекарства от петте най-добри кандидата за лабораторни тестове. Те предположили, че едното лекарство, летрозол, може да помогне на невроните, а другото, иринотекан, може да помогне на глиалните клетки. Летрозол се използва често за лечение на рак на гърдата, а иринотекан се използва за лечение на рак на дебелото черво и белия дроб.

Екипът използва миши модел на агресивна болест на Алцхаймер с няколко мутации, свързани с болестта. С напредване на възрастта мишките развиват симптоми, подобни на тези на Алцхаймер, и са лекувани с едното или и двете лекарства.

Комбинацията от две противоракови лекарства обърна няколко аспекта на болестта на Алцхаймер в този животински модел. Тя елиминира генните експресионни сигнатури в невроните и глиалните клетки, които се появяват с напредването на болестта. Намали образуването на токсични протеинови струпвания и мозъчната дегенерация. И, което е от решаващо значение, възстанови паметта.

„Вълнуващо е да видим как изчислителните данни се потвърждават в широко използван миши модел на болестта на Алцхаймер“, каза Хуанг. Той очаква изследването скоро да премине в клинично изпитване, за да тества директно комбинираната терапия при пациенти.

„Ако напълно независими източници на данни, като данни за генната експресия в отделни клетки и медицински досиета, ни насочат към едни и същи пътища и едни и същи лекарства, и след това тези лекарства се окажат ефективни в генетичен модел на болестта на Алцхаймер, тогава може би наистина сме на прав път“, каза Сирота.
„Надяваме се, че това може бързо да се превърне в реално решение за милиони пациенти с Алцхаймер.“