'Mini-hjerne' størrelsen af ​​ærter hjælper os med at studere uhelbredelige neurologiske tilstande

'Mini-hjerne'-organoider, der viser kortikale-lignende strukturer. (András Lakatos)

I de sidste par år er neurovidenskabsmænd blevet meget bedre til at dyrke begyndelsen af ​​den menneskelige hjerne i laboratoriet. Nu vokser disse 'mini-hjerner' komplekse nok til, at vi kan studere neurologiske sygdomme i de tidligste stadier.

De grå klatter, kendt som hjerneorganoider, er ikke i stand til bevidsthed , men de kan lære os om strukturen, mangfoldigheden og vekselvirkningerne af celler i visse dele af den udviklende hjerne.

Forskere sammenligner hjerneorganoider med strukturen af ​​et fosterhjerne efter omkring et dusin ugers vækst. De små klatter kan ikke tænke, men dekan sende ranker til en muskel og forårsage sammentrækninger. De kan ikke mærke, men dekan udvikle rudimentære øjenstrukturer.



At nå selv det simple udviklingsniveau tager forskerne meget mere tid end naturen selv. For at få et menneskes stamceller at sprede sig til millioner og vokse til noget, der ligner en 'mini-hjerne' kræver at man bader den i den helt rigtige cocktail af molekyler for at tænde eller slukke for gener på det helt rigtige tidspunkt.

Det er heller ikke let at vedligeholde dem. Hjerneorganoider afledt af stamceller fra dem medParkinsonssygdom har været dyrket i omkring 30 dage . TilAlzheimerssygdom, har de været dyrket i 84 dage .

Forskere ved Cambridge har nu dyrket en minihjerne på størrelse med ærter til at studere amyotrofisk lateral sklerose (ALS) i næsten et år, hvilket er et rigtig stort skridt.

ALS, som ofte overlapper med frontotemporal demens (ALS/FTD), er en neurodegenerativ sygdom, der i øjeblikket ikke kan behandles, og som fører til hurtig kognitiv tilbagegang og lammelse. Fordi de neurologiske symptomer først viser sig senere i livet, ved forskerne meget lidt om, hvordan det starter.

Gå ind i den laboratoriedyrkede minihjerne, dyrket ved hjælp af stamceller fra patienter med ALS/FTD.

En af de store forhindringer ved at vokse hjernelignende klumper i en skål er, at når organoiden vokser, bliver cellerne i midten frataget næringsstoffer og holder op med at blive nyttige modeller.

For at komme uden om dette, nogle forskere for et par år sidenbegyndte at skære organoiderne i skiver, før de badede dem i kultur, holde deres modeller i live i længere perioder og for bedre studier.

Forskere ved Cambridge gjorde dette med deres tidlige model af ALS/FTD. I upubliceret arbejde hævder holdet at have dyrket deres organoider i i alt 340 dage.

Alt, der er offentliggjort indtil videre, er 240 dage, men inden for den tid observerede forfatterne ændringer inden for to typer hjerneceller. Disse ændringer omfattede cellestress, beskadigelse af celle-DNA og ændringer i, hvordan cellens DNA i sidste ende blev transskriberet til proteiner.

De destruktive ændringer så ud til at påvirke C9-neuroner og en anden type neurale celler - kaldet astroglia - som begge hjælper med at styre muskelbevægelser og mentale evner i den rigtige menneskelige hjerne.

'Selvom disse indledende forstyrrelser var subtile, var vi overraskede over, hvor tidlige ændringer der skete i vores menneskelige model af ALS/FTD,' siger neurolog András Lakatos fra University of Cambridge.

'Denne og andre nyere undersøgelser tyder på, at skaden kan begynde at opstå, så snart vi bliver født. Vi vil have brug for mere forskning for at forstå, om dette i virkeligheden er tilfældet, eller om denne proces fremkaldes i organoider af de kunstige forhold i retten.'

Et af de mere interessante resultater fra ALS/FTD-modellen var, at et lægemiddel kendt som GSK2606414f, eller GSK for kort, delvist kunne undertrykke nogle af de neuronale ændringer, der så ud til at forekomme tidligt i cortex-udviklingen, herunder sammenklumpning af giftige proteiner, cellestress og tab af nerveceller.

Allerede, siger forfatterne, bliver lignende lægemidler, der er bedre egnet til mennesker, testet i kliniske forsøg for neurodegenerative sygdomme. Holdet håber, at deres teknik til at dyrke organoide modeller af neurologiske sygdomme vil hjælpe med at identificere yderligere potentielle lægemiddelmål i fremtiden.

'Vi har i øjeblikket ingen særlig effektive muligheder for at behandle ALS/FTD, og ​​selvom der er meget mere arbejde at gøre efter vores opdagelse, giver det i det mindste håb om, at det med tiden kan være muligt at forebygge eller bremse sygdomsprocessen, ' forklarer Låsesmed.

'Det kan også være muligt i fremtiden at være i stand til at tage hudceller fra en patient, omprogrammere dem til at vokse deres 'minihjerne' og teste, hvilken unik kombination af lægemidler, der passer bedst til deres sygdom.'

Vi er stadig langt fra den virkelighed, men når vi ser tilbage, har neuroforskere opnået meget på få år.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Naturens neurovidenskab .

Populære Kategorier: Fysik , Miljø , Ukategoriseret , Sundhed , Mening , Samfund , Natur , Plads , Tech , Forklarer ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.