Semmelweis University Innovation Board - Semmelweis University Innovation Board

MiND+ : Memória és kognitív zavarokat javító Indukált Neuronális Drug-screening platform kutatása és fejlesztése

Tématerületi kutatás vezetője: Dr. Pircs Karolina Milena

Támogatási összeg: 600 000 000 HUF

Projekt azonosítója: TKP2021-NVA-20

A világ népessége rendkívül gyorsan öregszik, 2050-re a 60 év felettiek száma várhatóan 900 millióról 2 milliárdra növekszik. A kognitív rendellenességek sokféle mentális rendellenességet jelentenek, amelyek befolyásolják a kognitív funkciókat, beleértve a tanulást, a memóriát, az észlelést és a problémamegoldást. A kognitív rendellenességek legismertebb formája a demencia, amely világszerte jelenleg több mint 50 millió embert érint. A várható élettartam növekedésével ez a szám évente legalább 10 millió új esettel növekszik. Fontos kiemelni, hogy bár a demencia főleg az idősebb embereket érinti, nem része a fiziológiás, „normál” öregedésnek. A demencia számos kórkép és sérülés következménye, például Alzheimer-kór (AD), Parkinson-kór (PD), Huntington-kór (HD) vagy stroke. A demencia és a kognitív rendellenességek a XXI. század legnagyobb egészségügyi, társadalmi és szociális kihívása mind Európában, mind Magyarországon. Jelenleg az ország időskorú lakosai a ‘sikertelen’ (az egészségtelen életmód hatására felgyorsult) biológiai öregedésük miatt fokozottan sújtottak a kognitív rendellenességek  molekuláris és sejtes mechanizmusai miatt kialakuló, a központi idegrendszert érintő betegségek által. Kiemelt fontosságú ezen kórállapotok új diagnosztikus és innovatív terápiás lehetősségeink kutatása.

A kognitív rendellenességek vizsgálatára, rejuvinálásra és ezáltal új gyógyszertargetek azonosítására egyedülálló lehetőséget nyújt az indukált neuronális (iN) modell, amely humán eredetű fibroblaszt sejtek virális vektorokkal történő direkt átprogramozásával hoz létre „öreg” idegsejteket, melyek megtartják a donorra jellemző életkori és epigenetikai sajátságokat (1. ábra). A különböző korú donorokból származó indukált neuronok összehasonlításával teljesen új és humán releváns információkat nyerhetünk az öregedés során bekövetkező változásokról. Ez a direkt átprogramozási technika és az indukált neuronális modell Magyarországon elsőként és egyedülálló módon az újonnan alakult HCEMM-SE Neurobiológiai és Neurodegeneratív betegségek kutatócsoportban alkalmazott módszertan, amely egészen új távlatokat nyit meg az idegtudományi kutatások és fejlesztések területén.

A pályázat célja egy új, humán releváns in vitro modell optimálizálása, standardizálása és preklinikai használata, a kognitív rendellenességekben szenvedő betegekből származó humán idegsejtek gyógyszertesztelésére.

A pályázat a sejtek átprogramozási technológiáinak legújabb fejleményein alapul, amelyek lehetővé teszik az iN-ok előállítását felnőtt humán fibroblasztokból transzkripciós faktorok overexpresszáltatásán keresztül. Az iN-ok fibroblasztokból történő direkt átprogramozása egy teljesen új modellrendszert biztosít a kognitív rendellenességek vizsgálatára. Jól ismert és dokumentált, klinikai előzményekkel rendelkező betegek sejtjeinek felhasználásával az átprogramozott sejtek rendkívül jelentős potenciállal rendelkeznek a kognitív rendellenességek kutatásában. Az iN-ok direkt átprogramozási technológiája számos előnyt kínál az indukált pluripotens őssejtekkel (iPS) szemben. Az iN-ok nem egyetlen klónból származó sejtek, donor specifikus, úgymond „idős” sejtek, amelyek hordozzák a donor epigenetikai korát. Ez a modellrendszer lehet a kulcsa a kognitív rendellenességhez vezető, donorspecifikus molekuláris mechanizmusok jobb megértéséhez. Mivel az öregedés kulcsfontosságú a kognitív rendellenességek és a demencia szempontjából, jelenleg az iN sejtek jelentik az első lehetőséget a molekuláris mechanizmusok tanulmányozására egy olyan modellben, amelyben „idős” sejteket vizsgálhatunk.

Szignifikancia

Ez a projekt egyedülálló módon direkt átprogramozott iN technológia segítségével ad lehetőséget kognitív rendellenességek tanulmányozására. Ez a javasolt projekt unikálisan, egyedüli módon, egy kifinomultabb és bonyolultabb in vitro sejttenyésztési rendszer felhasználásával teszi lehetővé a gyógyszer-szűrést, betegspecifikus módon. A projekt elengedhetetlen információkkal bír a kognitív rendellenességek folyamatának megértésében, valamint a gyógyszertargetek felfedezésében és a személyes orvoslás fejlesztésében. A leghatékonyabb célzott gyógyszeres targetek részletes preklinikai validálása után ez a technika óriási lehetőségeket kínál új és jobb gyógyszerek kifejlesztésére.

A pályázatban javasolt kutatási program egyszerre élvonalbeli és egyedülálló, és ennek eredményeként hozzájárulna Magyarország és a Semmelweis Egyetem nemzetközi vezetéséhez a kognitív rendellenességek területén, egy új, korszerű technológiát alkalmazva.