Istraživanje shizofrenije zaranja u Petrijev tanjur
"Očito je da ne želimo ukloniti nečije moždane stanice kako bismo eksperimentirali, pa je ponovno stvaranje moždanih stanica pacijenta u petrijevoj zdjelici sljedeća najbolja stvar u istraživačke svrhe i probiranje lijekova", rekao je voditelj istraživanja Gong Chen, dr. Sc. D., profesor biologije na Penn State University.
"Najuzbudljiviji dio ovog istraživanja jest da nudi obećanje izravnog modeliranja bolesti, omogućujući stvaranje, u Petrijevoj zdjelici, zrelih ljudskih neurona koji se ponašaju poput neurona koji prirodno rastu u ljudskom mozgu."
Chen vjeruje da bi metoda mogla dovesti do prilagođenih tretmana za pojedinačne pacijente na temelju vlastitih genetskih i staničnih podataka. Rekao je da su u prethodnim istraživanjima znanstvenici pronašli način da reprogramiraju stanice kože od pacijenata da postanu nespecijalizirane ili nediferencirane pluripotentne matične stanice (iPSC).
"Pluripotentne matične stanice vrsta su prazne ploče", rekao je Chen. „Tijekom razvoja takve matične stanice razlikuju se u mnoge raznolike, specijalizirane tipove stanica, poput mišićne stanice, moždane stanice ili krvne stanice. Dakle, nakon generiranja iPSC-a iz stanica kože, istraživači ih onda mogu uzgajati da postanu moždane stanice ili neuroni, što se može sigurno proučavati u Petrijevoj zdjelici. "
Sada su u novoj studiji istraživači pronašli način da mnogo učinkovitije diferenciraju iPSC-ove u zrele ljudske neurone, stvarajući stanice koje se u mozgu ponašaju poput neurona. Chen je objasnio da se u svom prirodnom okruženju neuroni uvijek nalaze u neposrednoj blizini stanica u obliku zvijezde zvanih astrociti, kojih ima u mozgu i pomažu neuronima da pravilno funkcioniraju.
"Budući da su neuroni susjedni astrocitima u mozgu, predvidjeli smo da bi ovaj izravni fizički kontakt mogao biti sastavni dio rasta i zdravlja neurona", rekao je Chen.
Da bi testirao ovu hipotezu, tim je započeo uzgajanjem neuronskih matičnih stanica izvedenih iz iPSC-a, a to su matične stanice koje potencijalno mogu postati neuroni. Te su stanice uzgajane na sloju astrocita debelog jedne stanice, tako da su se dvije vrste stanica fizički dodirivale.
"Otkrili smo da su se ove živčane matične stanice kultivirane na astrocitima mnogo učinkovitije diferencirale u zrele neurone", rekao je Chen, uspoređujući ih s ostalim živčanim matičnim stanicama koje su uzgajane same u petrijevoj zdjelici. "Bilo je to kao da astrociti bodre matične stanice, govore im što treba učiniti i pomažu im ispuniti svoju sudbinu da postanu neuroni."
Zatim su istraživači koristili tehniku elektrofiziološkog snimanja kako bi pokazali da stanice uzgojene na astrocitima imaju mnogo više sinaptičkih događaja - signala koji se šalju iz jedne živčane stanice u druge. Tada su, nakon samo tjedan dana, novo diferencirani neuroni počeli otpuštati akcijske potencijale - signal brze električne pobude koji se javlja u svim neuronima u mozgu.
Konačno, istraživači su dodali ljudske živčane matične stanice smjesi s mišjim neuronima. "Otkrili smo da je, nakon samo tjedan dana, bilo puno" unakrsnih razgovora "između neurona miša i ljudskih neurona", rekao je Chen.
Objasnio je da se "unakrsni razgovor" događa kada jedan neuron stupi u kontakt sa susjedima i pusti neurotransmiter da modulira aktivnost svog susjeda.
"Prethodni istraživači mogli su dobiti moždane stanice samo od umrlih pacijenata koji su patili od bolesti poput Alzheimerove bolesti, shizofrenije i autizma", rekao je Chen. "Sada istraživači mogu uzeti stanice kože od živih pacijenata - siguran i minimalno invazivan postupak - i pretvoriti ih u moždane stanice koje oponašaju aktivnost vlastitih moždanih stanica pacijenta."
Ovom metodom kliničari bi znali kako bi određeni lijek utjecao na vlastite moždane stanice određenog pacijenta, a da čak ni ne isproba lijek - eliminirajući rizik od ozbiljnih nuspojava.
"Pacijent može biti vlastiti zamorčić za dizajn vlastitog liječenja, bez izravnog eksperimentiranja", rekao je.
Izvor: Istraživanje matičnih stanica
