Maus- Gehirn-Zellen überredet , um Zellen zu Lost in Huntington-Krankheit neu generieren,

Die Forscher waren in der Lage , native Stammzellen des Gehirns zu mobilisieren, um wieder aufzufüllen eine Art von Neuronen verloren in Huntington -Krankheit . In der Studie, die in der Zeitschrift erscheint Cell Stem CellKonnten die Wissenschaftler in der Lage, sowohl lösen die Produktion von neuen Neuronen bei Mäusen mit der Krankheit und zeigen, dass die neuen Zellen erfolgreich in bestehende neuronale Netzwerke im Gehirn integriert , dramatisch Verlängerung der Überlebenszeit der behandelten Mäuse .

"Diese Studie zeigt die Machbarkeit der ein völlig neues Konzept , um die Huntington-Krankheit zu behandeln , durch die Rekrutierung von endogenen neuralen Stammzellen des Gehirns auf Zellen verloren , um die Krankheit zu regenerieren ", sagte University of Rochester Medical Center ( URMC ) Neurologe Steve Goldman , MD, Ph. D. , Co-Direktor des Rochester Zentrum für Translationale Neuromedizin .

Huntington -Krankheit ist eine vererbte neurodegenerative Erkrankung, die durch den Verlust eines spezifischen Zelltyp genannt mittelgroßen Neuronen , einer Zelle , die kritisch für die Motorregelung . Die Krankheit, die rund 30.000 Menschen in den USA betrifft , führt zu unwillkürlichen Bewegungen , Koordinationsprobleme , und letztlich in kognitiven Verfall und Depression . Jetzt gibt es keinen Weg, um zu verlangsamen oder zu modifizieren tödliche Krankheit .

Für Goldman, die Idee hinter seiner Strategie zur Behandlung der Krankheit kam aus seinem Studium der neuronalen Plastizität in Kanarienvögel jahrzehntelangen . Singvögel wie Kanarienvögel haben fasziniert Biologen wegen ihrer Fähigkeit - im Tierreich einzigartig - , neue Nervenzellen im erwachsenen Gehirn fest. Bei dieser so genannten adulten Neurogenese , wurde erstmals von Goldman und Fernando Nottebohm von der Rockefeller University in den frühen 1980er Jahren entdeckt, als die beiden klar, dass , wenn das Erlernen neuer Songs neue Neuronen wurden in Regionen des Vogel Gehirn für Stimmkontrolle zuständig aufgenommen.

"Unsere Zusammenarbeit mit Kanarienvögeln uns im Wesentlichen mit der vorgesehenen Informationen, die wir zu verstehen, wie neue Nervenzellen zu erwachsenen Hirngewebe hinzuzufügen notwendig", sagte Goldman . "Sobald wir beherrschen , wie das passiert in Vögel, wie Sie den Prozess im erwachsenen Gehirn von Säugetieren repliziert setzen wir . "

Menschen bereits besitzen die Fähigkeit, neue Nervenzellen zu schaffen. Goldman Labor in den 1990er Jahren , die eine Schrift von neuronalen Vorläuferzellen in der Auskleidung der Herzkammer vorhanden nachgewiesen , Strukturen im Kern des menschlichen Gehirns gefunden. In der frühen Entwicklung werden diese Zellen aktiv produzierenden Neuronen . Doch kurz nach der Geburt des neuralen Stammzellen aufhören zu erzeugen Neuronen und Glia produzieren statt , eine Familie von Stützzellen , die das zentrale Nervensystem zu durchdringen . Einige Teile des menschlichen Gehirns weiterhin Neuronen im Erwachsenenalter zu erzeugen, ist das bekannteste Beispiel der Hippocampus , wo Erinnerungen gebildet und gespeichert. Aber im Striatum , dem Bereich des Gehirns , die durch die Huntington-Krankheit verwüstet ist , diese Fähigkeit ist "ausgeschaltet" im Erwachsenenalter.

Goldman und sein Team verbrachten den letzten zehn Jahren versucht, die genaue chemische Signal zum Anweisen neurale Stammzellen , wenn Neuronen erstellen und wann Gliazellen erstellen verantwortlich entwirren. Eine der kritischen Hinweisen kam direkt aus der früheren Forschungen mit Kanarienvögel. In dem Teil des Vogels Gehirn wurden neue Songs werden erfasst und Nervenzellen aufgenommen , die Wissenschaftler beobachteten die regulierte Expression eines Proteins namens Gehirn derived neurotrophic factor oder BDNF . Wenn die Produktion dieses Proteins ausgelöst wird, werden die lokalen Nervenstammzellen angewiesen Neuronen .

Gleichzeitig haben die Wissenschaftler auch erkannt, dass sie hatten , gleichzeitig unterdrücken die Vorspannung dieser Stammzellen zu Glia herzustellen. Sie fanden heraus, dass, wenn BDNF wurde mit einem anderen Molekül genannt Noggin kombiniert - ein Protein, das die chemischen Weg , der die Erstellung von Gliazellen diktiert hemmt - sie erfolgreich molekulare Maschinerie der Stammzelle über die Herstellung von Neuronen zu schalten.

Die nächste Herausforderung war , wie man diese beiden Proteine ​​liefern - BDNF und Birne - präzise und nachhaltig Mode auf den Bereich des Gehirns in Huntington-Krankheit beteiligt. Um dies zu tun , mit den Wissenschaftlern an der Universität von Iowa zusammen sie ein virales Gen therapeutischen ändern , rief einen Adeno-assoziierten Virus , um die notwendigen molekularen Anweisungen an die neuralen Stammzellen liefern .

Das Virus infiziert die Zielzellen im Gehirn von Mäusen, die mit Huntington-Krankheit und der Auslöser für die anhaltende Überexpression von sowohl BDNF und Birne . Dies wiederum aktiviert die benachbarten Nervenstammzellen , die mittelgroßen ProjektionsneuronenMotors begonnen . Die neuen Neuronen wurden kontinuierlich erzeugt, und wanderten in das Striatum , den Bereich des Gehirns durch die Huntington-Krankheit , wo sie dann in die bestehende neuronale Netzwerke integriert wirkt .

Die Forscher waren in der Lage, deutlich zu verlängern das Überleben der behandelten Mäuse , in einigen Fällen verdoppelt ihre Lebenserwartung . Die Forscher entwickelt auch eine Möglichkeit, die neue Nervenzellen zu markieren, und festgestellt, dass die Zellen erweitert Fasern zu entfernten Zielen im Gehirn und stellen eine elektrische Verbindung .

Nachdem die Fähigkeit, neue Ersatz- Neuronen in Mausmodellen der Huntington -Krankheit zu erzeugen, eingerichtet , die Forscher gezeigt , dass sie sich diese Technik in den Gehirnen von normalen squirrel monkeys , ein Schritt, der viel näher an Forschungstestsbei Menschen führt zu replizieren.

" Die anhaltende Lieferung von BDNF und Birne in das erwachsene Gehirn eindeutig sowohl erhöhte Neurogenese verbunden und verzögert Fortschreiten der Krankheit ", sagte Goldman . "Wir glauben, dass unsere Daten deuten darauf hin , die Durchführbarkeit dieses Verfahrens als eine tragfähige therapeutische Strategie für die Huntington-Krankheit . "