Cercetarea schizofreniei se aruncă în vasul Petri
„Evident, nu vrem să îndepărtăm celulele creierului cuiva pe care să experimentăm, așa că recrearea celulelor creierului pacientului într-o cutie Petri este următorul lucru cel mai bun în scopuri de cercetare și de screening pentru medicamente”, a declarat liderul cercetătorului, Gong Chen, Ph. D., profesor de biologie la Universitatea Penn State.
Cea mai interesantă parte a acestei cercetări este că oferă promisiunea modelării directe a bolilor, permițând crearea, într-o cutie Petri, a neuronilor umani maturi care se comportă la fel ca neuronii care cresc în mod natural în creierul uman. ”
Chen crede că metoda ar putea duce la tratamente personalizate pentru pacienți individuali pe baza propriilor informații genetice și celulare. El a spus că, în cercetările anterioare, oamenii de știință au găsit o modalitate de a reprograma celulele pielii de la pacienți pentru a deveni celule stem pluripotente nespecializate sau nediferențiate (iPSC).
„O celulă stem pluripotentă este un fel de ardezie goală”, a spus Chen. In timpul dezvoltarii, astfel de celule stem se diferentiaza in multe tipuri de celule diverse, specializate, cum ar fi o celula musculara, o celula cerebrala sau o celula sanguina. Deci, după generarea iPSC-urilor din celulele pielii, cercetătorii le pot cultiva pentru a deveni celule ale creierului sau neuroni, care pot fi studiate în siguranță într-o cutie Petri. ”
Acum, în noul studiu, cercetătorii au găsit o modalitate de a diferenția iPSC-urile în neuroni umani maturi mult mai eficient, generând celule care se comportă ca neuroni în creier. Chen a explicat că, în mediul lor natural, neuronii se găsesc întotdeauna în imediata apropiere a celulelor în formă de stea numite astrocite, care sunt abundente în creier și ajută neuronii să funcționeze corect.
Deoarece neuronii sunt adiacenți astrocitelor din creier, am prezis că acest contact fizic direct ar putea fi o parte integrantă a creșterii neuronale și a sănătății, a spus Chen.
Pentru a testa această ipoteză, echipa a început prin cultivarea celulelor stem neuronale derivate din iPSC, care sunt celule stem care au potențialul de a deveni neuroni. Aceste celule au fost cultivate deasupra unui strat de astrocite cu o singură celulă, astfel încât cele două tipuri de celule să se atingă fizic.
Am descoperit că aceste celule stem neuronale cultivate pe astrocite s-au diferențiat mult mai eficient în neuroni maturi, a spus Chen, contrastându-le cu alte celule stem neuronale care au fost cultivate singure într-o cutie Petri. „A fost aproape ca și cum astrocitele ar înveseli celulele stem, spunându-le ce trebuie să facă și le ajută să-și îndeplinească destinul de a deveni neuroni”.
Apoi, cercetătorii au folosit o tehnică de înregistrare a electrofiziologiei pentru a arăta că celulele crescute pe astrocite au avut mult mai multe evenimente sinaptice - semnale trimise de la o celulă nervoasă la celelalte. Apoi, după doar o săptămână, neuronii nou diferențiați au început să declanșeze potențiale de acțiune - semnalul de excitație electrică rapidă care apare în toți neuronii din creier.
În cele din urmă, cercetătorii au adăugat celule stem neuronale umane la un amestec cu neuroni de șoarece. „Am descoperit că, după doar o săptămână, a existat o mulțime de„ discuții încrucișate ”între neuronii șoarecilor și neuronii umani”, a spus Chen.
El a explicat că „conversația încrucișată” apare atunci când un neuron își contactează vecinii și eliberează un neurotransmițător pentru a modula activitatea vecinului său.
„Cercetătorii anteriori au putut obține celule cerebrale numai de la pacienții decedați care suferiseră de boli precum Alzheimer, schizofrenie și autism”, a spus Chen. „Acum, cercetătorii pot prelua celulele pielii de la pacienții vii - o procedură sigură și minim invazivă - și le pot transforma în celule cerebrale care imită activitatea propriilor celule cerebrale ale pacientului.”
Cu această metodă, clinicienii ar ști cum un anumit medicament ar afecta propriile celule cerebrale ale unui anumit pacient, fără a încerca măcar medicamentul - eliminând riscul de efecte secundare grave.
„Pacientul poate fi propriul său cobai pentru proiectarea propriului tratament, fără a fi nevoie să fie experimentat direct”, a spus el.
Sursa: Cercetarea celulelor stem
