Skisofreenia uurimine sukeldub Petri nõusse
"Loomulikult ei soovi me kellegi ajurakke katsetamiseks eemaldada, nii et patsiendi ajurakkude uuesti loomine Petri tassis on parim eesmärk uurimistööks ja ravimite skriinimiseks," ütles uurimisjuht Gong Chen. D., Penni osariigi ülikooli bioloogiaprofessor.
"Selle uuringu kõige põnevam osa on see, et see lubab otsest haiguste modelleerimist, mis võimaldab Petri tassis luua küpsete inimese neuroneid, mis käituvad palju nagu inimese ajus loomulikult kasvavad neuronid."
Chen usub, et meetod võib viia individuaalsete patsientide kohandatud ravini, mis põhineb nende enda geneetilisel ja rakulisel infol. Ta ütles, et varasemate uuringute käigus olid teadlased leidnud viisi, kuidas patsientide naharakud ümber programmeerida, muutumaks spetsiifiseerimata või diferentseerimata pluripotentseteks tüvirakkudeks (iPSC).
"Pluripotentne tüvirakk on omamoodi tühi leht," ütles Chen. “Arengu käigus eristuvad sellised tüvirakud paljudeks erinevateks, spetsialiseerunud rakutüüpideks, näiteks lihasrakk, ajurakk või vererakk. Niisiis, pärast naharakkudest iPSC-de genereerimist saavad teadlased kultiveerida need ajurakkudeks või neuroniteks, mida saab Petri tassis ohutult uurida. "
Nüüd on teadlased uues uuringus leidnud viisi, kuidas eristada iPSC-sid küpsetest inimese neuronitest palju tõhusamalt, tekitades rakke, mis käituvad ajus neuronitena. Chen selgitas, et nende loomulikus keskkonnas leiduvad neuronid alati tähekujuliste rakkude, mida nimetatakse astrotsüütideks, läheduses, mida on ajus palju ja mis aitavad neuronitel õigesti toimida.
"Kuna neuronid külgnevad ajus astrotsüütidega, ennustasime, et see otsene füüsiline kontakt võib olla neuronite kasvu ja tervise lahutamatu osa," ütles Chen.
Selle hüpoteesi kontrollimiseks alustas meeskond iPSC-st pärinevate närviliste tüvirakkude kultiveerimisega, mis on tüvirakud, millel on potentsiaal muutuda neuroniteks. Neid rakke kultiveeriti ühe raku paksuse astrotsüütide kihi peal, nii et need kaks rakutüüpi üksteist füüsiliselt puudutasid.
"Leidsime, et need astrotsüütidel kultiveeritud närvi tüvirakud diferentseerusid küpseteks neuroniteks palju tõhusamalt," ütles Chen, vastandades neid teistele närvirakkude tüvirakkudele, mida kasvatati üksinda Petri tassis. "Tundus, nagu astrotsüüdid rõõmustaksid tüvirakke, ütleksid neile, mida teha ja aitaksid neil täita oma saatust neuroniteks saamiseks."
Järgmisena näitasid teadlased elektrofüsioloogia registreerimise tehnikat, et astrotsüütidel kasvanud rakkudel oli palju rohkem sünaptilisi sündmusi - signaale saadeti ühest närvirakust teistele. Siis, juba nädala pärast, hakkasid äsja diferentseerunud neuronid tulistama tegevuspotentsiaale - kiiret elektrilist ergastussignaali, mis esineb kõigis aju neuronites.
Lõpuks lisasid teadlased inimese närvirakkude tüvirakud segule hiire neuronitega. "Leidsime, et juba ühe nädala möödudes oli hiire neuronite ja inimese neuronite vahel palju omavahelist juttu," ütles Chen.
Ta selgitas, et "ristkõne" tekib siis, kui üks neuron võtab ühendust oma naabritega ja vabastab neurotransmitteri, et moduleerida naabri aktiivsust.
"Varasemad teadlased said ajurakke saada ainult surnud patsientidelt, kes olid põdenud selliseid haigusi nagu Alzheimer, skisofreenia ja autism," ütles Chen. "Nüüd saavad teadlased võtta elusatelt patsientidelt naharakud - ohutu ja minimaalselt invasiivse protseduuri - ning teisendada need ajurakkudeks, mis jäljendavad patsiendi enda ajurakkude aktiivsust."
Selle meetodi abil saaksid arstid teada, kuidas teatud ravim mõjutab konkreetse patsiendi enda ajurakke, isegi ravimit proovimata - kõrvaldades tõsiste kõrvaltoimete riski.
"Patsient võib olla ise oma katsejänes oma ravi kavandamisel, ilma et temaga peaks otseselt eksperimenteerima," ütles ta.
Allikas: Tüvirakkude uurimine
.jpg)
