Annäherung an Zell Behandlung von Hirnkrankheiten Stem
Zellen , die Anlass zu allen Zelltypen des Gehirns - - aus menschlichen Hirngewebe mit beispielloser Präzision, einen wichtigen Schritt in Richtung der Entwicklung neuer Therapien für Erkrankungen des Nervensystems wie Parkinson und Huntington- Wissenschaftler haben einen Weg, um neurale Stammzellen zu isolieren erstellt Krankheiten und Verletzungen des Rückenmarks .
Die Arbeit von einem Team von Neurowissenschaftler an der University of Rochester Medical Center wurde im Amtsblatt Journal of Neuroscience. Neurologe Steven Goldman, MD, Ph.D., Vorsitzender der Abteilung für Neurologie, führte das Team .
Die neueste Papier markiert einen sechsjährigen Anstrengungen von Goldman -Team , um einen besseren Weg, um reine Präparate von neuralen Stammzellen direkt aus dem menschlichen Gehirn zu isolieren, zu entwickeln. Diese Stammzellen können sich zu erneuern und das Potenzial haben, eine Reihe von Gehirnzelltypen entstehen können - zum Beispiel, Oligodendrozyten , die Menschen mit helfen könnte multiple sklerose Oder Neuronen , die Menschen mit Parkinson- Krankheit. Aber nach den ersten Monaten der menschlichen Embryonalentwicklung , werden sie selten im Gehirn , und es ist eine Herausforderung für die Wissenschaftler zu finden , zu isolieren und zu manipulieren. Doch diese Herausforderungen müssen erfüllt sein, Stammzellen , um ihr Versprechen als Behandlungen für eine Vielzahl von menschlichen Krankheiten des Nervensystems gerecht zu werden.
Bisher haben die meisten Anstrengungen auf die Isolierung menschlicher fötaler Stammzellen gerichtet haben zur Folge Kultivierung Hirngewebe in der Gewebekultur in dem Labor für Monate, dann Abtrennen der Stammzellen zur Studie. Hinzu kommt, dass die heutigen Techniken nicht trennen nur Stammzellen ; Typischerweise ähnlichen Zellen als Vorläuferzellen , die bereits zu einem bestimmten Zelltyp begangen bekannt sind, werden ebenfalls einbezogen. Der Unterschied ist für Wissenschaftler, die oft lieber nur festgeschriebene neurale Stammzellen zu erfassen, ob Hirnerkrankungen den Ersatz von mehreren Zelltypen erfordern zu behandeln und ihre Funktion besser zu verstehen.
Die neue Technik Goldman Labors Tücken nur neuralen Stammzellen und zwar direkt von Hirngewebe . Die Technologie spart Monate Zeit und Arbeit im Labor und gibt Wissenschaftlern ein besseres Aussehen als je zuvor zu genau, wie Stammzellen funktionieren im Gehirn auch .
In seinen Studien , Goldman Team fand einige Überraschungen . Wie erwartet, bestimmte Klassen von Genen, die für Proteine, die in der Maus neuralen Stammzellen aktiv - waren sehr aktiv - wie Mitglieder der Notch und WNT Familien. Aber wenn die Forscher sah genauer hin , stellten sie fest , dass die frisch isolierten neuralen Stammzellen exprimiert einige Gene aus diesen Familien , die zuvor in den Menschen so gut wie unbekannt waren , und die nie zuvor in der Funktion des menschlichen Gehirns in Verbindung gebracht worden war. Gleichzeitig werden einige der Gene, die wichtige und in Maus- Nervenstammzellen bewiesen nicht aktiv sind , um so in den menschlichen Zellen .
" Während die Forschung in den Mäusen und anderen Tieren dient als Leitfaden , letztendlich muss man menschliches Gewebe und Menschen wirklich Krankheit bei Menschen verstehen lernen ", sagte Goldman , der auch Co-Direktor des Rochester Zentrum für Translationale Neuromedizin . "Während die allgemeine Signalwege in der Maus aktiv und Menschen sehr ähnlich sind, sind die einzelnen Gene ganz anders aus. Das ist nicht etwas, das wir vorausgesagt haben . Es ist ein guter Beweis dafür, dass Sie nicht verwenden können Maus-Studien in vollem Umfang zu diktieren , welche Arten von Therapeutika sollte bei Menschen verwendet werden. "
Die Fähigkeit, menschliche Zellen zu sammeln effizienter sollten mögliche Behandlungen rund um die Transplantation Stammzellen gebaut unterstützen. In den letzten Jahren ein paar Studien mit humanen neuralen Stammzellen im Nervensystem bei Kindern mit unheilbaren Erkrankungen des Gehirns wie pädiatrische Leukodystrophien bekannt begonnen. Aber das Feld ist in den Kinderschuhen , und Goldman glaubt, dass die Zelltypen, die derzeit verwendet wird bald durch effektivere Arten von transplantierbaren Stamm- und Vorläuferzellen ersetzt werden.
Die neue Technologie ist um ein Stück DNA eingebaut , die für ein Protein, wie Sox2 bekannt , das seit langem als ein Schlüssel Stammzellen Gen erkannt. Da das Gen nur in Stammzellen aktiv ist, einen Weg zu finden , um zu sehen und zu isolieren, Zellen mit einer aktiven Sox2 -Gen ist der Schlüssel.
Um sie aufzuspüren , identifizierte das Team die DNA-Sequenz , als Verstärker bekannt , der bestimmt, ob Sox2 in neuralen Stammzellen aktiv. Die Forscher nahmen dieses DNA-Stück , verbunden ist mit einem Gen , das Zellen emittieren Licht einer bestimmten Wellenlänge , und verpackt das resultierende synthetische DNA in einen Virus macht . Sie verwendeten das Virus auf die synthetische DNA , neuronale Stammzellen im Hirngewebe zu liefern. Die Technik gezwungen neuralen Stammzellen - und nur die Stammzellen - , Licht einer bestimmten Farbe , die wiederum erlaubt ein laserbasiertes System, um zu markieren, und erfassen nur diejenigen Zellen emittieren. Das Ergebnis war eine reine Population von humanen neuralen Stammzellen , die erste derartige Bevölkerung noch so spezifisch oder direkt gereinigt.
Seine Co-Autoren auf dem Papier sind seine erste Autor, Su Wang, Ph.D., Assistant Professor für Neurologie ; Devin Chandler - Militello , leitende technische Mitarbeiter ; und Fraser Sim , Ph.D., Assistant Professor für Neurologie an URMC , der sein eigenes Labor an der Universität von Buffalo vor kurzem eingerichtet. Andere Autoren von der Universität gehören Gang Lu, Alex Zielke , Romane Auvergne, und Nancy Stanwood , MD, Associate Professor für Geburtshilfe und Gynäkologie . Einen weiteren Beitrag wurden Neeta Roy von der Cornell University , Daniel Geschwind und Giovanni Coppola der University of California in Los Angeles, und Silvia Nicolis der Universität Mailand-Bicocca in Italien.
Die Arbeit wurde von der Adelson Medical Research Foundation , die Mathers Charitable Foundation , die James S. McDonnell Foundation, dem Staat New York Stem Cell Science Board und dem Nationalen Institut für Neurologische Erkrankungen und Schlaganfall .
Quelle:
Tom Rickey
University of Rochester Medical Center