Kmenové buňky proti Downovu syndromu a Alzheimerově chorobě: společné cíle a personalizované přístupy

Vědci z organizace Tohoku Medical Megabank na Univerzitě Tohoku (Japonsko) publikovali v časopise Stem Cell Research & Therapy komplexní přehled současných a slibných přístupů k léčbě Downova syndromu (DS) a Alzheimerovy choroby (AD) pomocí kmenových buněk. Navzdory jejich odlišným etiologiím – trizomii 21 u DS a věkem závislé akumulaci β-amyloidu a tau proteinu u AD – jsou obě onemocnění charakterizována podobnými mechanismy neurozánětu, oxidačního stresu a ztráty synaptických spojení, což z nich činí potenciální cíle pro buněčné terapie.

Zdroje kmenových buněk a jejich potenciál

• Nervové kmenové buňky (NSC). Jsou schopné diferenciace do nových neuronů a astrocytů. V preklinických modelech diabetu a Alzheimerovy choroby vedla transplantace NSC k

  • obnovení počtu neuronů v hipokampu,
  • zlepšení učení a paměti (zlepšení výkonu v testech v bludišti),
  • snížení hladiny prozánětlivých cytokinů (TNF-α, IL-1β) o 40–60 %.

• Mezenchymální kmenové buňky (MSC). Prostřednictvím sekrece trofických faktorů (BDNF, GDNF) a exosomů snižují neurozáněty a stimulují endogenní neurogenezi. V modelech pacientů s Alzheimerovou chorobou potvrdili...

  • snížení amyloidních plaků o 30–50 %,
  • obnovení synaptické hustoty (PSD95, Synaptofyzin).

• Indukované pluripotentní kmenové buňky (iPSC). Jsou odvozeny z buněk pacientů s diabetem nebo Alzheimerovou chorobou a umožňují modelování onemocnění na míru, testování terapeutických intervencí a potenciálně i vytváření autokompatibilních transplantátů.

• Embryonální kmenové buňky (ESC): Díky nejvyšší plasticitě zůstávají klíčovým zdrojem pro základní výzkum, ačkoli jejich klinické využití je omezeno etickými standardy.

Obecné terapeutické mechanismy

1. Antiamyloidogenní aktivita. Buňky MSC a NSC stimulují mikroglie a astrocyty k pohlcení β-amyloidu, čímž urychlují jeho odstraňování z parenchymu.
2. Modulace neurozánětu. Faktory sekretované z MSC snižují aktivaci inflamasomu NLRP3 a potlačují migraci prozánětlivých astrocytů (fenotyp A1).
3. Stimulace endogenní neurogeneze. NSC a růstové faktory z MSC aktivují rezervní neuronální progenitory v subventrikulární zóně a hipokampu.
4. Antioxidační účinek. Exosomy MSC nesou miRNA a proteiny, které zvyšují expresi antioxidačních genů (NRF2, SOD2).

Fáze klinického vývoje

• Alzheimerova choroba.

  • Probíhají rané klinické studie fáze I/II u MSC a NSC, kde již bylo zaznamenáno následující:

    • trend ke zlepšení v kognitivních testech MMSE a ADAS-Cog o 10–15 % po 6 měsících,
    • snížení hladiny p-tau a β-amyloidu v mozkomíšním moku.

• Downův syndrom.

  • Dosud, omezeně na preklinické studie na myších modelech, transplantované NSC zlepšují kognitivní výkon a snižují hyperplazii mikroglií.
  • První klinické pilotní studie podávání MSC jsou plánovány k posouzení bezpečnosti a vlivu na neurologické funkce.

Klíčové výzvy a budoucí směřování

• Etické a regulační otázky při používání ESC a iPSC.
• Riziko nádorů a imunitního odmítnutí, zejména u ESC.
• Standardizace protokolů: dávkování, cesta podání (intracerebrálně, intrathekálně), optimální doba intervence.
• Personalizace terapie: kombinace genetické informace pacienta (např. genotyp APOE u Alzheimerovy choroby) a typu kmenových buněk pro maximální účinnost.
• Kombinované přístupy: kombinace buněčných transplantací s vakcinací proti β-amyloidu nebo inhibitory τ-proteinkinázy.

Přehled zdůrazňuje, že ačkoliv se Downův syndrom a Alzheimerova choroba liší v příčině, jejich neurodegenerativní mechanismy se překrývají a kmenové buňky se stávají všestranným nástrojem pro jejich modulaci. „Přechod z preklinického do klinického stavu bude vyžadovat společné úsilí neurovědců, genetiků a etiků,“ uzavírají autoři. „Potenciál změnit průběh těchto onemocnění je však obrovský.“