„Minimozgy“ Veľkosť hrášku nám pomáha študovať nevyliečiteľné neurologické stavy

„Minimozgové“ organoidy vykazujúce kortikálne štruktúry. (András Lakatoš)

Za posledných pár rokov sa neurovedci výrazne zlepšili v pestovaní začiatkov ľudského mozgu v laboratóriu. Teraz sú tieto „minimozgy“ dostatočne zložité na to, aby sme mohli študovať neurologické ochorenia v ich najskorších štádiách.

Sivé škvrny, známe ako mozgové organoidy, nie sú schopné vedomie , ale môžu nás poučiť o štruktúre, diverzite a interakciách buniek v určitých častiach vyvíjajúceho sa mozgu.

Vedci porovnávajú mozgové organoidy so štruktúrou mozgu plodu po asi tucte týždňov rastu. Malé guľôčky nemôžu myslieť, ale onimôže vyslať úponky do svalu a spôsobiť kontrakcie. Necítia, ale onimôže vyvinúť rudimentárne očné štruktúry.



Dostať sa aj na túto jednoduchú úroveň vývoja trvá vedcom oveľa viac času ako samotná príroda. Získať človeka kmeňových buniek rozmnožiť sa do miliónov a vyrásť do niečoho, čo sa podobá „minimozgu“, si vyžaduje kúpanie v tom správnom kokteile molekúl, aby sa gény zapli alebo vypli v ten správny čas.

Ani ich údržba nie je jednoduchá. Mozgové organoidy pochádzajúce z kmeňových buniek osôb sParkinsonovu chorobuchoroba bola pestované asi 30 dní . PreAlzheimerova chorobachoroba, boli pestované 84 dní .

Vedci z Cambridge teraz vypestovali minimozog o veľkosti hrášku, aby mohli takmer rok študovať amyotrofickú laterálnu sklerózu (ALS), čo je skutočne veľký krok.

ALS, ktorá sa často prekrýva s frontotemporálnou demenciou (ALS/FTD), je v súčasnosti neliečiteľné neurodegeneratívne ochorenie, ktoré vedie k rýchlemu kognitívnemu poklesu a paralýze. Keďže neurologické symptómy sa prejavia až v neskoršom veku, vedci vedia veľmi málo o tom, ako to začína.

Vstúpte do laboratórneho minimozgu pestovaného pomocou kmeňových buniek od pacientov s ALS/FTD.

Jednou z veľkých prekážok rastúcich mozgových zhlukov v miske je to, že ako organoid rastie, bunky v strede strácajú živiny a prestávajú sa stávať užitočnými modelmi.

Aby sa to obišlo, niektorí výskumníci pred niekoľkými rokmizačal krájať organoidy pred ich kúpaním v kultúre, ktoré udržia svoje modely nažive po dlhšiu dobu a pre lepšie štúdium.

Vedci z Cambridge to urobili so svojím skorým modelom ALS/FTD. V nepublikovanej práci tím tvrdí, že pestoval svoje organoidy celkovo 340 dní.

Všetko, čo je zatiaľ zverejnené, je 240 dní, no za ten čas autori pozorovali zmeny v rámci dvoch typov mozgových buniek. Tieto zmeny zahŕňali bunkový stres, poškodenie bunkovej DNA a zmeny v tom, ako bola DNA bunky nakoniec prepísaná do proteínov.

Zdá sa, že deštruktívne zmeny ovplyvnili neuróny C9 a ďalší typ nervových buniek - nazývaných astroglia - ktoré pomáhajú riadiť pohyb svalov a mentálne schopnosti v skutočnom ľudskom mozgu.

'Hoci tieto počiatočné poruchy boli jemné, boli sme prekvapení, aké skoré zmeny nastali v našom ľudskom modeli ALS/FTD,' hovorí neurológ András Lakatos z University of Cambridge.

„Táto a ďalšie nedávne štúdie naznačujú, že škody sa môžu začať hromadiť hneď, ako sa narodíme. Budeme potrebovať ďalší výskum, aby sme pochopili, či je to skutočne tak, alebo či je tento proces v organoidoch posunutý dopredu umelými podmienkami v miske.“

Jedným z najzaujímavejších zistení z modelu ALS/FTD bolo, že liek známy ako GSK2606414f alebo skrátene GSK by mohol čiastočne potlačiť niektoré neurónové zmeny, ktoré sa zdalo, že sa vyskytujú na začiatku vývoja kôry, vrátane zhlukovania toxických proteínov, bunkový stres a strata nervových buniek.

Už teraz sa podľa autorov testujú podobné lieky, ktoré sú vhodnejšie pre ľudí Klinické štúdie pre neurodegeneratívne ochorenia. Tím dúfa, že ich technika pestovania organoidných modelov neurologických ochorení pomôže identifikovať ďalšie potenciálne ciele pre lieky v budúcnosti.

„V súčasnosti nemáme žiadne veľmi účinné možnosti na liečbu ALS/FTD, a hoci je po našom objave potrebné urobiť oveľa viac práce, ponúka to prinajmenšom nádej, že časom bude možné predchádzať alebo spomaliť proces choroby, ' vysvetľuje Zámočník.

'V budúcnosti tiež možno bude možné odobrať kožné bunky pacientovi, preprogramovať ich tak, aby im vyrástol 'minimozog' a otestovať, ktorá jedinečná kombinácia liekov najlepšie vyhovuje ich chorobe.'

K tejto realite sme ešte veľmi ďaleko, ale keď sa pozrieme späť, neurovedci dosiahli veľa za pár krátkych rokov.

Štúdia bola publikovaná v r Prírodná neuroveda .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.