Verlust von Nervenzellen im menschlichen ALS Modell von Toxin aus Gehirnzellen ausgelöst

In den meisten Fällen von Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), oder Lou -Gehrig-Krankheit , Ein Toxin von Zellen, die normalerweise ernähren Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark können Verlust der Nervenzellen in der Krankheit auslösen veröffentlicht , berichtete Columbia Forscher in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Neuron .

Das Toxin wird von sternförmigen Zellen, die sogenannten Astrozyten produziert und tötet in der Nähe von Motoneuronen . In ALS, der Tod von Motoneuronen führt zu einem Verlust der Kontrolle über die Muskeln für die Bewegung , Atmung und Schlucken erforderlich. Lähmung und Tod treten in der Regel innerhalb von 3 Jahren nach dem ersten Auftreten von Symptomen.

Der Bericht folgt der Forscher früheren Studie , die ähnliche Ergebnisse mit einer seltenen , genetischen Form der Krankheit , als auch in einer separaten Studie von einer anderen Gruppe, die Astrozyten von Patient neuralen Vorläuferzellen abgeleitet sind, verwendet gefunden bei Mäusen. Die aktuelle Studie zeigt, dass die Giftstoffe werden auch in Astrozyten direkt von ALS-Patienten entnommen vorhanden .

" Ich denke, das ist wahrscheinlich der beste Beweis, den wir bekommen können , dass das, was wir sehen, in Mausmodellen der Krankheit ist auch in menschlichen Patienten passiert ", sagte der leitende Autor der Studie , Serge Przedborski , MD, PhD, der Seite und William Black Professor für Neurologie ( in Pathologie und Zellbiologie) , stellvertretende Vorsitzende für die Forschung in der Abteilung für Neurologie und Co-Direktor des Columbia Motor Neuron Center.

Die Ergebnisse sind ebenfalls von Bedeutung, da sie die häufigste Form von ALS, die etwa 90 Prozent der Patienten betrifft anzuwenden. Wissenschaftler wissen nicht, warum ALS entwickelt bei diesen Patienten ; die anderen 10 Prozent der Patienten führen eine der 27 Gene bekannt, die eine Krankheit verursachen.

"Jetzt, da wir wissen, dass das Toxin in den meisten Patienten , es gibt uns einen Impuls auf die Spur zu diesen Faktor und lernen, wie sie die motorischen Nervenzellen tötet ", sagte Dr. Przedborski . " Die Identifizierung hat das Potenzial, neue Wege zu verlangsamen oder zu stoppen die Zerstörung der Motoneuronen zu offenbaren. "

In der Studie, Dr. Przedborski und Studie Co-Autoren Diane Re , PhD, und Virginia Le Verche , PhD, Associate Forscher , entfernt Astrozyten aus dem Gehirn und Rückenmark von sechs ALS-Patienten kurz nach dem Tod und platziert die Zellen in Petrischalen neben gesunden Motorneuronen . Da Motoneuronen nicht von menschlichen Probanden entfernt werden , hatten sie aus menschlichen embryonalen Stammzellen in der Projekt ALS / Jenifer Estess Laboratory für Stammzellforschung generiert wurde, auch bei CUMC .

Innerhalb von zwei Wochen viele der motorischen Neuronen geschrumpft war und ihre Zellmembranen aufgelöst hatte ; etwa die Hälfte der Motorneuronen in der Schale war gestorben . Astrozyten von Personen, die aus anderen Quellen als ALS Ursachen gestorben entfernt hatte keine Auswirkungen auf den Motorneuronen . Auch nicht andere Arten von Zellen, die von ALS-Patienten gemacht.

Die Forscher bestätigt, dass die Ursache für die Motoneuronen ' Tod war ein Toxin durch Eintauchen gesunden Motorneuronen in die Astrozyten in die Umwelt gelangen " Kulturmedien . Die Anwesenheit der Medien , auch ohne Astrozyten töteten die Motoneuronen .

Wie das Toxin Löst Motor Neuron Tod

Die Forscher haben noch nicht das Toxin von den Astrozyten freigesetzt identifiziert. Aber sie haben entdecken die Natur des neuronalen Tod Prozesses durch die Toxin -Toxin ausgelöst löst eine biochemische Kaskade in den Motoneuronen , die im Wesentlichen bewirkt, dass sie eine kontrollierte zelluläre Explosion zu unterziehen.

Drs. Przedborski , Re, und Le Verche gefunden , sie könnten Astrozyten - triggeredmotor Neuron Tod durch Hemmung eines der Schlüsselkomponenten dieses molekularen Kaskade zu verhindern.

Diese Ergebnisse könnten auf eine Weise, Motor Neuron Tod bei Patienten zu verhindern und möglicherweise zu verlängern Leben zu führen. Aber das therapeutische Potenzial dieser Hemmung ist bei weitem nicht klar. "Zum Beispiel, wissen wir nicht, ob dies Patienten mit lebenden , aber dysfunktionalen Neuronen verlassen", sagte Dr. Przedborski . Die Forscher testen nun die Idee der Hemmung in Tiermodellen von ALS.

New Menschliche Zelle Modell von ALS beschleunigt Identifizierung potenzieller Therapien

Die Entwicklung neuer Therapien für ALS enttäuschend , mit mehr als 30 klinischen Studien endet ohne neue Behandlungen , da die FDA-Zulassung von Riluzol 1995 .

Der mangelnde Fortschritt kann teilweise , weil Tiermodelle verwendet werden, um ALS- Studie nicht vollständig die Krankheit beim Menschen neu zu erstellen. Die neue Ganz menschlichen Zellmodell der ALS für die aktuelle Studie erstellt können Wissenschaftler die Fähigkeit der nützliche Wirkstoff-Targets zu identifizieren , vor allem für die häufigste Form der Krankheit zu verbessern.

" Obwohl es viele neurodegenerative Erkrankungen , nur für eine Handvoll tun wir Zugang zu einem vereinfachten Modell , die für die Krankheit ist und daher möglicherweise für Hochdurchsatz- Wirkstoffscreening eingesetzt werden müssen . So ist dieses Modell ganz Besonderes", Dr. Przedborski genannten . " Hier haben wir eine spontane Krankheit Phänotyp von der betreffenden Gewebe, das menschliche Krankheit verursacht, ausgelöst wird. Das ist eine wichtige Sache . Die andere wichtige Sache ist , dass dieses Modell ist komplett aus menschlichen Elementen abgeleitet . Dies ist wahrscheinlich am nächsten , die natürlichste Modell der menschlichen ALS dass wir in einer Schale zu bekommen. "

Astrozyten von ALS-Patienten setzen ein Toxin , die menschlichen motorischen Neuronen abtötet.
Die linke Seite der Abbildung zeigt ein Spreng Motor Neuron auf der menschlichen Astrozyten (blau).
Die rechte Seite des Bildes zeigt einen gesunden Motor Neuron über Astrozyten vom Menschen unbeeinflusst von ALS.

Bildnachweis : Diane Re, Columbia University Medical Center