Институт Аллена запускает масштабный проект по картированию мозга, направленный на выявление нейродегенеративных процессов на самых ранних этапах их развития и ускорение создания новых методов терапии. Эта амбициозная 14-летняя инициатива, поддержанная финансированием в размере 200 миллионов долларов, значительно расширит уже существующую основу организации — Seattle Alzheimer’s Disease Brain Cell Atlas (SEA-AD). В рамках проекта исследователи изучат посмертные образцы тканей мозга тысяч доноров с болезнью Паркинсона, болезнью Хантингтона и боковым амиотрофическим склерозом (БАС).
Исторически при изучении нейродегенеративных заболеваний основное внимание учёных было сосредоточено на патологических белковых агрегатах — таких как амилоид и тау-белок при болезни Альцгеймера или альфа-синуклеин при болезни Паркинсона. Однако Институт Аллена подходит к этой проблеме принципиально иначе. Исследователи изучают изменения, происходящие на уровне конкретных нейрональных цепей и клеток-мишеней на самых ранних стадиях заболевания — задолго до появления токсических белковых отложений.
Руководитель проекта доктор Эд Лейн убеждён, что столь детальное картирование клеточной архитектуры позволит выявить новые терапевтические мишени и определить универсальные пути лечения, способные одновременно воздействовать на несколько различных заболеваний.
Данная инициатива основывается на успешном опыте программы SEA-AD, однако благодаря удвоенному бюджету охватывает значительно более широкий спектр патологий. Исследователи будут проводить сравнительный клеточный и молекулярный анализ тканей как здоровых доноров, так и пациентов с заболеваниями. Огромные массивы данных, полученные в ходе работы, будут обрабатываться с помощью искусственного интеллекта, что позволит выявлять ранние признаки структурного повреждения в наиболее уязвимых клеточных популяциях.
Трансляционный мост
Одним из ключевых преимуществ проекта является параллельное исследование и межвидовое сравнение архитектуры мозга приматов и грызунов. Проведение таких сравнений позволит точно определить, какие типы клеток человека воспроизводятся в животных моделях, что существенно снизит неопределённость на этапе доклинической разработки лекарственных препаратов. Учёные ожидают, что полученные эталонные данные значительно ускорят лабораторные исследования. В оптимальном сценарии это может позволить начать первые клинические испытания новых терапевтических стратегий у человека уже через несколько лет.
Акселератор здоровья мозга объединяет 28 партнёрских учреждений, включая университеты, некоммерческие организации и научно-исследовательские центры. Эта коалиция работает по единым централизованным стандартам получения тканей, биобанкинга биологических образцов и обмена научными данными. Партнёры пройдут специализированную подготовку для стандартизации процессов работы с посмертными тканями доноров, что обеспечит проведение высокоточного секвенирования РНК и других современных аналитических исследований. Кроме того, программа интегрирует клинические данные пациентов и результаты нейровизуализации. Такой комплексный подход позволит исследователям устанавливать взаимосвязи между клеточными характеристиками мозга и реальными клиническими проявлениями заболевания у пациентов.
Научное сообщество с большим оптимизмом оценивает масштаб и потенциальное преобразующее значение этой инициативы. Руководство программы NIH BRAIN Initiative подчёркивает, что детализированные клеточные атласы являются необходимым инструментом для понимания того, как и почему клетки мозга перестают функционировать нормально. Специалисты, занимающиеся лобно-височной деменцией и другими нейродегенеративными заболеваниями, надеются, что подобные клеточные и сетевые карты помогут выявить новые персонализированные терапевтические подходы.
Тем не менее перед исследователями стоят серьёзные практические трудности. Получение больших объёмов посмертных тканей, сопровождаемых подробной медицинской документацией и данными нейровизуализации, требует колоссальной логистической координации. Дополнительными вызовами являются стандартизация методов сохранения биологических образцов между различными исследовательскими центрами, обеспечение демографической репрезентативности исследуемых когорт, а также соблюдение правовых требований, связанных с конфиденциальностью и обменом данными. В конечном итоге преобразование исключительно описательных атласов в реальные медицинские мишени потребует тщательной проверки гипотез как на лабораторных моделях, так и на тканях человека.
Источник: Science
