Cikkek

Adattörténetek | Hogyan hat egy súlycsökkentő gyógyszer az agyra

Egy gyógyszergyár tudósai tudni akarják, hogy az általuk súlykezelésre kifejlesztett gyógyszer hogyan befolyásolja az agyat. Az Allen Intézet forrásai segítenek nekik kitalálni.

2019. október 7

adattörténetek

Az elhízott és túlsúlyos felnőttek milliói az Egyesült Államokban küzdenek - és gyakran nem sikerül - fogyni. Elhízás elleni gyógyszerek léteznek, de nem mindig működnek minden beteg számára. A tudósok azon dolgoznak, hogy jobb gyógyszereket fejlesszenek ki és jobban megértsék a jelenlegi gyógyszerek működését, mind az emberek fogyásának elősegítése, mind a gyógyszerek mellékhatásainak megértése érdekében.

A gyógyszerkutatók egyik csoportja számára az Allen Intézetben kifejlesztett források segítenek megalapozni annak a jobb megértését, hogy a súlykezelő gyógyszer, a liraglutid hogyan hat az emlős agyára.

A liraglutid, amelyet a dán Novo Nordisk gyógyszeripari cég fejlesztett ki, a szervezetben természetesen termelődő hormon módosított változata. A gyógyszert először az Egyesült Államokban hagyták jóvá a 2-es típusú cukorbetegség kezelésére, később pedig krónikus súlykezelés céljából, még cukorbetegek nélkül is.

A cukorbetegség kezelésére a liraglutid a hasnyálmirigyen keresztül hat az inzulintermelés növelésére és egy másik hormon, a glukagon felszabadulásának csökkentésére. De a molekuláris részletek arról, hogyan segít az embereknek a fogyásban, kevésbé világosak.

A Novo Nordisk tudósai évek óta tanulmányozzák ezeket a részleteket. Azoknak a kutatóknak, akiknek munkája közvetlenül befolyásolja a betegek életét és jólétét, meg kell érteni, hogy ezek a molekulák hogyan működnek a testben és az agyban - mondta Lotte Bjerre Knudsen, a DMSc, a liraglutid feltalálója és a Novo Nordisk tudományos vállalati alelnöke.

"Az elhízás elleni gyógyszerek hatásmechanizmusának leírása hihetetlenül fontos" - mondta Knudsen. „Az elhízás elleni gyógyszerekkel éveken át hatalmas ijedtség volt. Az emberek bármire gondoltak, ami működik az agyban, lehet, hogy ennek depressziója lehet mellékhatása. Azt is tudnia kell, hogy melyek a hatások, mielőtt megfogalmazhatná, mi a fő és mi a mellékhatás. "

Tavaly Knudsen és munkatársai a Scientific Reports folyóiratban tanulmányt tettek közzé, amelyben leírják, hogy a liraglutid hogyan hat az egér agyára. Egy korábbi, rágcsálókon végzett vizsgálat kimutatta, hogy a liraglutid hogyan jut be az agyba és hat a hipotalamuszra, aktiválva bizonyos régiókat, amelyek közös utak lehetnek az étvágycsökkentés szempontjából az agyban. Utóvizsgálatukban széles körű, kvantitatív megközelítést akartak alkalmazni, hogy kibővítsék ezeket a korábbi eredményeket. Ehhez az Allen Intézet forrásaihoz fordultak, majdnem 5000 mérföldre voltak a Novo Nordisk koppenhágai központjától, és nyilvánosan online megosztották őket.

Az agy térképe

A kutatók fluoreszcens címkét adtak a liraglutidhoz, hogy nyomon kövessék a molekula útját az egér agyában, miután beinjektálták az állat véráramába. Speciális mikroszkópos módszert alkalmaztak, amely lehetővé tette számukra, hogy nagy felbontásban rögzítsék a gyógyszer helyét, de ezeket az adatokat kontextusba kellett helyezniük - mintha egyetlen utat azonosítottak volna, de hiányozna a többi várostérkép.

Idegtudósként nem teljesen vakon dolgoztak - mondta Anna Secher, Ph.D., a Novo Nordisk kutatója és a tanulmány egyik szerzője. Ismerték az egér agyi régióit, de meg akartak győződni arról, hogy nem hiányoznak-e semmi.

"Ha valami újat akar felfedezni, akkor egy lépést kell tennie minden ismert kényelmi zónájától, mert gyakran akkor csak ismét belemerül az adott részbe" - mondta Secher. "Ha helikopter nézetet végez, mindent felfedez a térképen."

Szükségük volt az agy globális nézetére az összehasonlításhoz, és itt jöttek az Allen Intézet erőforrásai. Nyilvánosan elérhető adatok, eszközök és egyéb források részeként létrehozta az Allen Institute for Brain Science, az Allen Institute részlegét. az egér teljes agyának szabványosított 3D-s térképe, az Allen Mouse Common Coordinate Framework néven ismert.

Az idegtudományi kísérletek számos típusa sík képeket ad, de bizonyos típusú adatokhoz - például a Novo Nordisk csapata által generált adatokhoz - a kutatóknak ezt az információt a háromdimenziós agy kontextusában kell elhelyezniük. Adataik és a Közös Koordináta Keretrendszer egyesítésével azt találták, hogy a gyógyszer az egér agyának több régiójába jut, beleértve az agytörzset és a hipotalamust.

Kapcsolatok nyomon követése

A kutatócsoport a neurális aktivitás vizuális kiolvasásával is megtalálta az egér liraglutidra reagáló sejtjeit. Az agy több régiójában aktivitást találtak, majd az egér agyában található neurális kapcsolatok globális térképét, az Allen Mouse Brain Connectivity Atlas-t használták fel az aktív neuronok közötti kapcsolatok nyomon követésére.

Megállapították, hogy az agynak a laterális parabrachialis magként ismert része, amely az agytörzs és a középagy között helyezkedik el, úgy tűnt, hogy az az egerek liraglutid adása esetén aktiválódó utak többsége a központi csomópont. Ez az aktiválódási minta hasonlít ahhoz, amit a kutatók más fogyókúrás vegyületeknél láttak, így ez általános út lehet az étvágycsökkentésre, mondta Secher.

A csapat az általuk létrehozott platformot is felhasználva összehasonlítja mikroszkópos képeiket az Allen Intézet agy térképeivel, hogy tanulmányozzák az agy más molekuláinak aktivitását, beleértve a Novo Nordisk által kifejlesztett vagy fejlesztés alatt álló egyéb elhízás elleni gyógyszereket is.

Még nem világos, hogy a gyógyszer ugyanúgy hat-e az emberi agyban, és ezeket a pontos kísérleteket nem lehet elvégezni az embereken. Az Allen Intézet kutatói szintén nemrégiben tettek közzé olyan megállapításokat, amelyek szerint sok agysejt-típus finom szintű, de fontos különbségeket mutat az egér és az emberi kéreg, az agy legkülső héja között. A Novo Nordisk csapata azt is látta, hogy a liraglutidra reagáló fehérje, amely GLP-1 receptor néven ismert, a majom agyának hasonló régióiban van bekapcsolva, mint az egér agyában.

Lehetséges, hogy a csapat képes lett volna ezekre a következtetésekre jutni az Allen Intézet forrásai nélkül - mondta Casper Salinas, Ph.D., a tanulmány egyik szerzője, aki doktori munkáját a Novo Nordisknél végezte, és most a Gubra tudósa., egy dán biotechnológiai vállalat. De hatókörük sokkal szűkebb lett volna, és sokkal több munka lett volna.

"Egy dolog, ha a már ismertekkel kezdjük, de ha ezt a megközelítést ki akarja terjeszteni, hogy más molekulákat vagy egyéb betegségjelzéseket vizsgáljon, akkor ez az elfogulatlan adatbányászat valóban fontossá válik" - mondta Salinas. „Ezt nevezheted a tudomány új módszerének, ahol nagy mennyiségű adatot gyűjtesz és az adatbányászat révén hipotézist generálsz, amelyet tesztelni tudsz. És ezt nem tehetné meg olyan helyek nélkül, mint az Allen Intézet.


Az Allen Intézet nem vett részt a liraglutid kutatásában vagy fejlesztésében, és nem áll kapcsolatban a Novo Nordisk-szal. Ez a történet arra hivatott rávilágítani, hogy az Allen Intézet erőforrásait hogyan használják fel a közösségben, és nem az egyedi kutatási erőfeszítéseket vagy gyógyszereket hivatott támogatni.

Szerezd meg a legfrissebb híreket az Allen Intézettől.