Трансформация стволовых клеток человека в ключевые нейроны, потерянные при болезни Альцгеймера
Специалисты из медицинского центра Северо-западного университета впервые сумели трансформировать стволовую клетку эмбриона человека в нейрон критического значения, который отмирает на ранней стадии болезни Альцгеймера и является главной причиной потери памяти. Новая способность перепрограммирования стволовых клеток и выращивания неограниченного объема человеческих нейронов даст новый толчок испытанию лекарств от болезни Альцгеймера, позволит исследователям найти ответ на вопрос о том, почему нейроны умирают, и может потенциально привести к началу практики трансплантации нейронов людям с болезнью Альцгеймера.
Статья с результатами исследования была опубликована 4-го марта в журнале «Стволовые клетки» (Stem Cells).
Критические нейроны, под названием холинергические нейроны базального отдела переднего мозга о которых идет речь, помогают гиппокампу извлекать воспоминания из мозга. В ранней стадии болезни Альцгеймера теряется способность извлекать воспоминания, а не сами воспоминания. В мозге имеется относительно небольшое количество данных нейронов, и их потеря имеет скорый и разрушительный эффект на способность вспоминать.
«Теперь, когда мы научились производить эти клетки, мы можем начать их изучение в чашке Петри и найти способы предотвращения их смерти», — сказал ведущий автор исследования Джек Кесслер, доктор медицины, глава кафедры неврологии и профессор биологии стволовых клеток Фейнбергского факультета медицины Северо-западного университета и врач в мемориальном госпитале северо-западного университета.
Ведущим автором статьи является Кристофер Бизоннетт, бывший докторант неврологии, который на протяжении 6-ти лет трудился в лаборатории Кесслера в попытках расшифровки генетического кода стволовых клеток для производства нейронов. Мотивом, побудившим его к началу исследования, стала смерть его деда от болезни Альцгеймера.
«Данная техника производства нейронов допускает выращивание почти бесконечного числа этих клеток в лабораторных условиях, что позволяет другим ученым разобраться в причине, почему именно эта популяция клеток отмирает при болезни Альцгеймера», — сказал Бизоннетт.
Способность создавать клетки также означает, что исследователи могут с большой скоростью испытывать тысячи различных лекарств, чтобы увидеть, какие из них могут поддерживать жизнь клеток, когда они находятся во враждебной для них среде. Такая техника скорого испытания называется высокопроизводительный скрининг.
Кесслер и Бизоннетт продемонстрировали, что новые нейроны способны работать подобно оригинальным клеткам. Они пересадили новые нейроны в гиппокамп мыши и увидели, что нейроны способны функционировать нормально. Нейроны производили аксоны — соединительные окончания – для гиппокампа и выкачивали ацетилхолин, вещество, необходимое для извлечения воспоминаний из других участков мозга.
Трансформация кожных клеток в стволовые клетки, а затем в нейроны
В ходе нового, неопубликованного исследования, ученые медицинского центра Северо-западного университета также сумели обнаружить второй инновационный способ создания нейронов. Они произвели стволовые клетки человеческого эмбриона (индуцированная полипотентная стволовая клетка) из клетки человеческой кожи, а затем трансформировали их в нейроны.
Ученые создали такие стволовые клетки и нейроны из кожных клеток трех групп людей: пациенты с болезнью Альцгеймера, здоровые люди, среди предков которых не было пациентов с болезнью Альцгеймера, и здоровые люди с высоким риском заболевания из-за наличия в роду заболевания болезнью Альцгеймера или по другим причинам.
«Это дает нам новый способ изучения отмерших клеток в результате болезни Альцгеймера», — сказал Кесслер. Это живые люди с реальной болезнью. Вот что делает данное исследование таким захватывающим».
Ученый, побуждаемый болезнью своего дедушки
Настойчивость Бизоннетт перед лицом часто обескураживающих попыток исследования данного вопроса питалась воспоминаниями из детства об умирающем от болезни Альцгеймера дедушки.
«Я видел, как болезнь медленно и упорно разрушала его память и личность, и не был при этом способен чем-либо ему помочь», — вспоминает Бизоннетт. «Так я стал ученым. Я хотел открыть новые способы лечения для обращения вспять процесса разрушения при болезни Альцгеймера».
«Моей целью было превратить человеческие стволовые клетки в новые здоровые клетки-заменители, с тем, чтобы однажды их можно было пересадить в мозг пациента и помочь мозгу начать функционировать снова», — сказал он.
Бизоннетту предстояло вырастить и испытать миллионы клеток, для того, чтобы установить, как запустить именно ту последовательность генов, которая трансформирует стволовые клетки в холинергические нейроны.
«Стволовая клетка обладает потенциалом стать практически любой клеткой в человеческом организме – от сердечной клетки, до слоя кожи», — объяснил ученый. «Это развитие обусловлено целым каскадом факторов, которые медленно превращают ее в законченную клетку».
Однако создания нейронов оказалось недостаточно. После этого Бизоннетт должен был научиться стабилизировать их с тем, чтобы они приобрели способность прожить хотя бы 20 дней и показать, что являются нужным типом клетки. «Так как данное исследование было совсем новым, никто не имел знания о том, в какой ткани предпочитают жить зрелые человеческие нейроны», — сказал он. «Когда мы ответили на этот вопрос, то нашли способ дать им возможность жить неопределенно долгий срок».
Источник: medicaldaily.com
Перевод: Medkurs.ru
- Открыта загадочная болезнь, имитирующая психическое расстройство
- Ожирение у матерей удваивает риск аутизма у детей
- Критические белки рака и места их взаимодействия
- Причины алкоголизма и наркомании
- Почему следует есть больше скумбрии и меньше лосося?
- Преимущества для здоровья от употребления мелкой рыбы
- Молекулярные причины болезни Альцгеймера
- Масло из фритюра способствует нейродегенерации
- Клюква повышает спортивные результаты
- Скрытая опасность усталости после сна
