Skizofrénia-kutató merül a Petri-csészébe
"Nyilvánvaló, hogy nem akarjuk eltávolítani valakinek az agysejtjeit, hogy kísérletezhessünk vele, ezért a beteg agysejtjeinek Petri-csészébe való újrateremtése a következő legjobb dolog kutatási célokra és gyógyszer-szűrésre" - mondta Gong Chen, Ph. D., a Penn State University biológia professzora.
"A kutatás legizgalmasabb része, hogy a betegség közvetlen modellezésének ígéretét kínálja, lehetővé téve egy petri-csészében olyan érett emberi idegsejtek létrehozását, amelyek sokat viselkednek, mint az emberi agyban természetesen növekvő idegsejtek."
Chen úgy véli, hogy a módszer egyedi betegek kezeléséhez vezethet az egyes betegek saját genetikai és sejtinformációi alapján. Elmondta, hogy a korábbi kutatások során a tudósok megtalálták a módját a betegek bőrsejtjeinek újraprogramozására, hogy nem specializálódott vagy differenciálatlan pluripotens őssejtekké (iPSC) váljanak.
"A pluripotens őssejt egyfajta üres pala" - mondta Chen. „A fejlődés során az ilyen őssejtek sokféle, speciális sejttípusra differenciálódnak, mint például izomsejt, agysejt vagy vérsejt. Tehát, miután a bőrsejtekből generáltak iPSC-ket, a kutatók aztán tenyészthetik őket agysejtekké vagy neuronokká, amelyeket Petri-csészében biztonságosan tanulmányozhatnak. "
Az új tanulmányban a kutatók megtalálták a módját annak, hogy az iPSC-ket sokkal hatékonyabban megkülönböztessék érett emberi idegsejtektől, és olyan sejteket állítsanak elő, amelyek az agy neuronjaként viselkednek. Chen elmagyarázta, hogy természetes környezetükben az idegsejtek mindig az asztrocitáknak nevezett csillag alakú sejtek közvetlen közelében találhatók, amelyek az agyban bővelkednek és segítik az idegsejtek megfelelő működését.
"Mivel a neuronok szomszédosak az agy asztrocitáival, azt jósoltuk, hogy ez a közvetlen fizikai kapcsolat szerves része lehet az idegsejtek növekedésének és egészségének" - mondta Chen.
Ennek a hipotézisnek a tesztelésére a csapat iPSC-eredetű idegi őssejtek tenyésztésével kezdte, amelyek olyan őssejtek, amelyek neuronokká válhatnak. Ezeket a sejteket egy sejt vastag asztrocita réteg tetején tenyésztettük, így a két sejttípus fizikailag érintette egymást.
"Megállapítottuk, hogy ezek az asztrocitákon tenyésztett idegi őssejtek sokkal hatékonyabban differenciálódtak érett idegsejtekké" - mondta Chen, szembeállítva azokat más idegi őssejtekkel, amelyeket egyedül tenyésztettek egy petri-csészében. "Szinte olyan volt, mintha az asztrociták ujjongták volna az őssejteket, megmondták nekik, mit tegyenek, és segítették őket sorsuk teljesítésében, hogy neuronokká váljanak."
Ezután a kutatók egy elektrofiziológiai felvételi technikát alkalmaztak annak kimutatására, hogy az asztrocitákon növesztett sejtek sokkal több szinaptikus eseményt okoztak - az egyik idegsejtből a másikba küldtek jeleket. Aztán alig egy hét elteltével az újonnan differenciálódott idegsejtek akciós potenciálokat kezdtek lőni - a gyors elektromos gerjesztési jelet, amely az agy összes neuronjában előfordul.
Végül a kutatók emberi idegi őssejteket adtak egérneuronokkal alkotott keverékhez. "Megállapítottuk, hogy alig egy hét elteltével sok" keresztbeszélgetés "folyt az egér és az emberi idegsejtek között" - mondta Chen.
Kifejtette, hogy a „keresztbeszélés” akkor fordul elő, amikor az egyik idegsejt kapcsolatba lép a szomszédaival, és felszabadítja a neurotranszmittert, hogy módosítsa szomszédjának aktivitását.
"Korábbi kutatók csak olyan elhunyt betegektől szerezhettek agysejteket, akik olyan betegségekben szenvedtek, mint Alzheimer-kór, skizofrénia és autizmus" - mondta Chen. "Most a kutatók elvehetik az élő betegek bőrsejtjeit - biztonságos és minimálisan invazív eljárás -, és átalakíthatják azokat agysejtekké, amelyek utánozzák a beteg saját agysejtjeinek aktivitását."
Ezzel a módszerrel a klinikusok tudnák, hogy egy bizonyos gyógyszer hogyan befolyásolja az adott beteg saját agysejtjeit, anélkül, hogy kipróbálnák a gyógyszert - kiküszöbölve a súlyos mellékhatások kockázatát.
"A páciens lehet saját tengerimalaca a saját kezelésének megtervezéséhez, anélkül, hogy közvetlenül kísérleteznének vele" - mondta.
Forrás: Őssejt-kutatás
