Wissenschaftler haben einen Weg zur menschlichen Hautzellen direkt in einer bestimmten Art von Gehirnzelle betroffen konvertieren beschrieben Huntington -Krankheit , Ein letztlich tödlich verlaufende neurodegenerative Erkrankung. Im Gegensatz zu anderen Techniken, die einen Zelltyp verwandeln in eine andere, bedeutet das neue Verfahren nicht durch eine Stammzell- Phase übergeben , damit die Produktion von mehreren Zelltypen , berichten die Autoren der Studie .
Die Forscher an der Washington University School of Medicine in St. Louis, gezeigt, dass diese umgesetzt Zellen überlebten mindestens sechs Monate nach der Injektion in das Gehirn von Mäusen und verhielt sich ähnlich wie Mutterzellen im Gehirn .
" Nicht nur, dass diese transplantierten Zellen im Gehirn der Maus zu überleben, zeigten sie, ähnlich wie bei nativen Zellen funktionellen Eigenschaften ", sagt Senior-Autor Andrew S. Yoo , PhD , Assistant Professor für Entwicklungsbiologie. " Diese Zellen sind dafür bekannt, Projektionen in bestimmten Hirnregionen zu erweitern. Und wir fanden die menschlichen transplantierten Zellen auch für diese entfernte Ziele im Gehirn der Maus angeschlossen ist. Das ist ein Meilenstein Punkt zu diesem Papier. "
Die Arbeit erscheint 22. Oktober in der Zeitschrift Neuron .
Die Forscher erzeugten eine spezielle Gehirnzellegenannt mittelgroßen Projektionsneuronen , die für das Steuern der Bewegung sind . Sie sind die primären Zellen in Huntington-Krankheit, eine vererbte genetische Störung, die unwillkürliche Muskelbewegungen und kognitive Abnahme in der Regel im mittleren Erwachsenenalter beginnen verursacht betroffen. Patienten mit der Bedingung leben etwa 20 Jahre nach dem Auftreten der Symptome , die stetig mit der Zeit verschlechtern .
Die Forschung involviert erwachsenen menschlichen Hautzellen , statt üblicher suchten Mäusezellen oder menschlichen Zellen in einem frühen Entwicklungsstadium. Im Hinblick auf mögliche zukünftige Therapien legt die Fähigkeit erwachsenen menschlichen Zellen wandeln die Möglichkeit der Verwendung von patienteneigenen Hautzellen , die leicht zugänglich sind und nicht durch das Immunsystem des Individuums abgestoßen werden.
Um diese Zellen umzuprogrammieren , Yoo und seine Kollegen setzen die Hautzellen in einer Umgebung , die die Umwelt von Gehirnzellen nachahmt . Sie wussten aus früheren Arbeiten , dass die Exposition auf zwei kleine Moleküle der RNA , ein enger chemischer Vetter von DNA könnte Hautzellen in eine Mischung aus verschiedenen Arten von Neuronen verwandeln.
In einer Hautzelle , die DNA- Anweisungen zur Gehirnzelle oder jede andere Art von Zelle sein , wird sauber verstaut , ungenutzt. In den vergangenen Forschung veröffentlicht in der Natur , Yoo und seine Kollegen zeigten, dass die Exposition gegen zwei microRNAs namens miR- 9 und miR- 124 verändert die Maschinen, die Verpackung der DNA regelt . Obwohl die Ermittler noch entwirren die Details dieses komplexen Prozesses , werden diese microRNAs zu werden, bis das Öffnen der dicht verpackten DNA-Abschnitte wichtig für die Gehirnzellen , die die Expression von Genen, die über die Entwicklung und Funktion von Nervenzellen .
Zu wissen, Belichtung nur auf diese microRNAs könnte Hautzellen in eine Mischung aus Neuronen zu ändern, die Forscher dann begonnen, eine Feinabstimmung der chemischen Signale , indem die Zellen , um weitere Moleküle, so genannte Transkriptionsfaktoren , dass sie wussten, dass der Teil des Gehirns vorhanden waren , wo mittelgroßen Projektions Nervenzellen sind häufig.
"Wir denken, dass die microRNAs wirklich tun die Schwerstarbeit ", sagte Co - Erstautor Matheus B. Victor , ein Doktorand in Neurowissenschaften . " Sie werden Grundierung der Hautzellen zu Nervenzellen zu werden. Die Transkriptionsfaktoren Wir fügen dann führen die Hautzellen zu einer spezifischen Subtyp werden , in diesem Fall mittelgroßen Projektionsneuronen . Wir denken, wir können verschiedene Arten von Neuronen durch Umschalten verschiedene Transkriptionsfaktoren zu produzieren. "
Yoo auch erklärt, dass die Mikro-RNAs , nicht aber die Transkriptionsfaktoren , sind wichtige Komponenten für die allgemeine Neuprogrammierung von menschlichen Hautzellen direkt in Neuronen. Sein Team , darunter Co- Erstautor Michelle C. Richner , Senior Research Techniker , hat gezeigt, dass , wenn die Hautzellen wurden den Transkriptionsfaktoren allein ausgesetzt , ohne die microRNAs , die Umwandlung in Nervenzellen nicht erfolgreich war.
Die Forscher führten umfangreiche Tests , um zu zeigen , dass diese neu konvertierte Gehirnzellen tatsächlich aussehen und sich verhalten wie native mittelgroßen Projektionsneuronen . Die konvertierten Zellen exprimiert spezifischen nativen menschlichen mittelgroßen Projektionsneuronen Gene und keine Gene für andere Arten von Neuronen auszudrücken. Wenn in das Gehirn der Maus transplantiert , zeigten die umgesetzten Zellen morphologische und funktionelle Eigenschaften ähnlich Mutter Neuronen.
Um die zellulären Eigenschaften mit der Krankheit zu untersuchen, die Ermittler jetzt nehmen Hautzellen von Patienten mit der Huntington-Krankheit und Neuprogrammierung sie in mittelgroßen Projektionsneuronen mit Hilfe der in dem neuen Papier beschriebenen Ansatz . Sie planen auch eine gesunde umprogrammiert menschlicher Zellen in Mäusen mit einem Modell der Huntington-Krankheit zu injizieren, um zu sehen, ob dies einen Einfluss auf die Symptome .