Inżynierowie, praktycy kliniczni oraz biolodzy połączyli siły, by utworzyć platformę do badań relacji między mikroflorą jelitową a ośrodkowym układem nerwowym.
Po dziesięcioleciach badań przyczyny i geneza chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera czy Parkinsona, nadal pozostają owiane tajemnicą. W ostatnich latach coraz częściej badana jest zależność między mózgiem a mikroorganizmami zasiedlającymi ludzkie jelita (tzw. oś mikroflora-jelito-mózg). Cieszy się ona szczególnym zainteresowaniem dziedzin skoncentrowanych na biologicznych i fizjologicznych podstawach chorób psychiatrycznych, neurorozwojowych, neurodegeneracyjnych i związanych z wiekiem.
Choć istnieje ogromna ilość danych analizujących wpływ mikroflory na funkcje mózgu, rola mikroorganizmów w odniesieniu do procesów neurodegeneracyjnych nie daje się w prosty sposób wytłumaczyć. Tu wkracza finansowany przez UE projekt MINERVA, którego celem jest opracowanie technologicznej platformy do badania związku między mikroflorą jelitową a funkcjami mózgu w warunkach zdrowia i choroby.
Strona internetowa projektu wspomina o „braku wszechstronnego modelu osi mikroflora-jelito-mózg, który byłby w stanie połączyć złożoność współczesnych modeli in vivo z prostotą narzędzi in vitro”. Dalej czytamy: „Projekt MINERVA zajmie się tą luką, korzystając z innowacyjnego, opartego na bioinżynierii podejścia w zupełnie nowy sposób badającego związek między procesami neurodegeneracyjnymi a ludzką mikroflorą jelitową”.
Nowe laboratoria
Niedawno na goszczącej projekt MINERVA Politechnice Mediolańskiej zostały dla społeczności akademickiej otwarte dwa nowe laboratoria (tzw. laboratoria techniczno-biologiczne). W komunikacie prasowym portalu „EurekAlert!” czytamy: „Głównym celem laboratoriów techniczno-biologicznych jest budowa wykorzystujących nowoczesne technologie urządzeń i modeli komórkowych na potrzeby badania (zarówno w normalnych, jak i patologicznych warunkach fizjologicznych) biochemicznych mechanizmów angażujących wiele narządów i układów biologicznych naszego organizmu”.
Według tego samego komunikatu prasowego laboratoria ułatwią nawiązanie współpracy między inżynierami i specjalizującymi się w naukach przyrodniczych badaczami „w celu opracowania urządzeń typu narząd-na-chipie (ang. organ-on-a-chip) zdolnych pomieścić zaawansowane modele in vitro oparte na komórkach (Laboratorium MINERVA) oraz na bakteriach (Laboratorium ATHENA) hodowanych zarówno w układzie dwuwymiarowym, jak i trójwymiarowym”. Komunikat prasowy cytuje wypowiedź prof. Carmen Giordano, głównej badaczki projektu MINERVA: „Naszą wizją jest, by ta nowa jednostka eksperymentalna stała się znakomitym przykładem międzydyscyplinarnego obszaru roboczego, w ramach którego inżynierowie, biolodzy, biotechnolodzy i praktycy kliniczni wspólnie pracują nad rozwiązaniami dla nowych, złożonych wyzwań natury technologicznej i naukowej”.
Artykuł opublikowany niedawno w czasopiśmie „Trends in Molecular Medicine” wyjaśnia koncepcję narządów-na-chipie. „Najnowocześniejsze badania z zakresu bioinżynierii korzystają z mikrocieczowych układów zwanych »narządami-na-chipie«, które są połączeniem technologii laboratoriów chipowych z trójwymiarowymi hodowlami organotypowymi. Narządy-na-chipie to miniaturowe bioreaktory o milimetrowych wymiarach ze stałym dostępem do pożywki hodowlanej”. Według tego samego artykułu poza naśladowaniem funkcjonalnych aspektów stanów fizjopatologicznych w tkankach i narządach, układy te „pomagają także ocenić wpływ czynników terapeutycznych, są mniej kosztowne i charakteryzują się lepszą przepustowością w porównaniu z modelami zwierzęcymi, nie wzbudzając przy tym aż tylu wątpliwości natury etycznej”.
Opracowane modele
Trwający obecnie projekt MINERVA (MIcrobiota-Gut-BraiN EngineeRed platform to eVAluate intestinal microflora impact on brain functionality) ma się zakończyć w 2022 r. Jak zaznaczono w sprawozdaniu okresowym w serwisie CORDIS: „oczekuje się, że projekt MINERVA dostarczy: 1) pierwszej inżynieryjnej i zwalidowanej platformy przedstawiającej oś mikroflora-jelito-mózg; 2) trzech nowych inżynieryjnych modeli in vitro przedstawiających mikroflorę, jelito i mózg; 3) dwóch nowych, trójwymiarowych modeli komórek mózgu; oraz 4) nowych danych, które pozwolą wyjaśnić biochemiczny mechanizm łączący mikroflorę i procesy neurodegeneracji”.
Naukowcy zaangażowani w projekt MINERVA mają nadzieję, że jego wizja przyniesie dziedzinie zajmującej się chorobami neurodegeneracyjnymi korzyści w postaci innowacyjnych, opłacalnych oraz możliwie mało-inwazyjnych strategii profilaktyki i leczenia opartych na odpowiedniej organizacji mikroflory jelitowej.
Więcej informacji:
Strona internetowa projektu MINERVA
Komentarze
[ z 0]