Gehirnzellen Erstellte Aus Hautzellen Schizophrenie sicher Studieren

Ein Team von Wissenschaftlern der Penn State University , der Salk Institut für biologische Studien und anderen Institutionen haben ein Verfahren zur Wiederherstellung eines schizophrenen Patienten selbst Gehirnzellen , die dann sicher und effektiv in einer Petrischale untersucht werden entwickelt. Die Methode bringt Forscher einen Schritt näher an das Verständnis der biologischen Grundlagen der Schizophrenie . Die Methode wird auch erwartet, dass sie verwendet werden, um andere geheimnisvolle Krankheiten wie Autismus zu untersuchen und bipolare Störung Und die Forscher hoffen, dass sie die Tür zu öffnen, die personalisierte Medizin - maßgeschneiderte Therapien für einzelne Patienten mit einer Erkrankung, basierend auf genetischen und zellulären Informationen . Die Studie wird in einer zukünftigen Ausgabe der Zeitschrift veröffentlicht Naturund wird am Voraus online Website der Zeitschrift am 13. April 2011 veröffentlicht.

Gong Chen , Professor für Biologie an der Penn State und einer der Autoren der Studie , erklärte, dass das Team erste nahm Proben von Hautzellen von schizophrenen Patienten . Dann, mit molekularbiologischen Techniken , diese ursprünglichen Hautzellen umprogrammiert sie nicht spezialisierte oder undifferenzierten Stammzellen genannte induzierte pluripotente Stammzellen ( iPS-Zellen ) zu werden. " Eine pluripotente Stammzelle ist eine Art unbeschriebenes Blatt ", erklärte Chen . " Während der Entwicklung , Differenzierung solcher Stammzellen in viele verschiedene spezialisierte Zelltypen , wie beispielsweise eine Muskelzelle, eine Hirnzelle , oder einer Blutzelle . "

Nach dem Generieren von iPS-Zellen Hautzellen , kultiviert die Autoren sie auf Gehirnzellen oder Neuronen zu werden. Sie verglichen dann die Nervenzellen von schizophrenen Patienten an die Neuronen aus den iPS-Zellen von gesunden Personen erstellt abgeleitet . Sie fanden heraus, dass die von schizophrenen Patienten erzeugten Neuronen waren in der Tat deutliche : Im Vergleich mit gesunden Neuronen , weniger Verbindungen miteinander hergestellt sie . Kristen Brennand ein Salk Forscher und einer der Autoren der Studie , dann verwaltet eine Reihe von häufig verschrieben antipsychotischen Medikamenten , um die Drogen " Fähigkeit zu verbessern , wie Nervenzellen kommunizieren mit benachbarten Zellen zu testen. " Jetzt, zum ersten Mal , haben wir ein Modellsystem , das uns zu untersuchen, wie Neuroleptika arbeiten im Live , genetisch identische Neuronen von Patienten mit bekannten klinischen Ergebnisse ermöglicht , und wir beginnen können, korreliert pharmakologische Wirkungen mit Symptomen , " Brennand sagte .

Chen, die auf die Untersuchung unter Verwendung von elektrophysiologischen Techniken, um die Funktion der iPSC abgeleiteten Neuronen testen beigetragen , beschrieb die neue Methode als " patientenspezifisch ", das eine Schritt in Richtung personalisierte Medizin für Patienten mit Schizophrenie und möglicherweise anderen Erkrankungen . "Was ist so aufregend an diesem Ansatz ist, dass wir Patienten stammenden Neuronen, die vielleicht gleich eines bestimmten Patienten eigenen neuronalen Zellen zu untersuchen ", sagte Chen . "Natürlich wollen wir nicht , um jemand Gehirnzellen zu entfernen , zu experimentieren an , so Neuerstellung des Patienten Hirnzellen in einer Petrischale ist die nächste beste Sache für Forschungszwecke. Bei Verwendung dieser Methode können wir herausfinden , wie ein bestimmtes Medikament beeinflussen dieser bestimmten Patienten Gehirnzellen , ohne dass der Patient das Medikament zu versuchen, und potentiell , um die Nebenwirkungen zu leiden. der Patient kann seinen eigenen Meerschweinchen für die Gestaltung seiner eigenen Behandlung, ohne auf experimentiert direkt . "

Lead-Autor Fred Gage , Professor an Salks Labor für Genetik und Inhaber des Vi und John Adler Lehrstuhl zur Erforschung von altersbedingter neurodegenerativer Erkrankungen , erklärte, dass Schizophrenie Beispiel für viele der Herausforderungen für die Forschung mit komplexen psychischen Störungen ausgehen . "Dieses Modell bietet uns nicht nur die Möglichkeit, an Live- Neuronen von Schizophrenie-Patienten und gesunden Personen um mehr über die Krankheitsmechanismen zu verstehen suchen, sondern auch ermöglicht es uns, für Medikamente, die wirksam bei der Umkehr es sein kann, zu screenen ", sagte Gage .

Schizophrenie, die durch eine Kombination von paranoiden Wahnvorstellungen , akustische Halluzinationen und verminderte kognitive Funktion definiert ist , leiden ein Prozent der Bevölkerung weltweit , das entspricht fast drei Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten allein . Genetischen Daten zeigen, dass viele verschiedene Kombinationen von genetischen Läsionen - einige von ihnen sich auf die Empfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen - kann auf eine Vielzahl von Zeichen und Symptomen kollektiv bezeichnet Schizophrenie führen .

"Niemand weiß , wie sehr die Umwelt leistet einen Beitrag zur Krankheit", sagte Brennand . "Durch die wachsende Nervenzellen in einer Schale , können wir die Umwelt aus der Gleichung nehmen und sich auf die zugrunde liegenden biologischen Probleme . " In einem anderen Teil der Studie verwendeten Brennand eine modifizierte Tollwut Virus, von Salk Professoren Edward Callaway und John Young , entwickelt, um die Verbindungen zwischen den Neuronen zu markieren. Die virale Tracer hergestellt ersichtlich, dass die Schizophrenie Neuronen weniger häufig miteinander verbunden und hatte weniger Projektionen wächst aus ihren Zellkörpern . Außerdem Genexpressionsprofileidentifiziert fast 600 Gene, deren Aktivität in diesen Neuronen fehlreguliert ; 25 Prozent dieser Gene waren bei Schizophrenie , bevor in Verbindung gebracht.

Gage fügte hinzu, dass , seit vielen Jahren , Geisteskrankheit wurde der als rein soziale oder umweltbezogene Krankheiten gedacht . " Viele Menschen glaubten , dass, wenn die betroffenen Personen nur durch ihre Probleme gearbeitet , sie zu überwinden könnte ", sagte er . "Aber wir werden , die realen biologischen Funktionsstörungen in Neuronen, die unabhängig von der Umwelt. "

Hinweise:

Neben der Gage, Brennand und Chen, andere Forscher, die an der Studie beigetragen gehören Anthony Simone , Jessica Jou , Chelsea Gelboin - Burkhart, Ngoc Tran , Sarah Sangar , Yan Li, Yanglin Mu und Diana Yu in der Gage -Labor ; Shane McCarthy am Cold Spring Harbor Laboratory in New York ; und Jonathan Sebat an der University of California in San Diego.

Die Arbeit wurde finanziert zum Teil durch das California Institute für Regenerative Medizin , der Lookout -Stiftung, der Mathers Foundation und der Stiftung Helmsley .

Quelle:
Barbara Kennedy
Penn State