En familjs mod och generositet inför deras sons död för tre år sedan har gjort det möjligt för forskare att göra ett nytt viktigt att hitta om hjärnan och dess stamceller.
Den 7 maj, 2002, dog 12-åriga Nathan Van Vleck i Pittsford efter en nästan livslång kamp med en ärftlig ytterst sällsynt sjukdom som kallas försvinnande vita substansen (VWM) sjukdom. Som Nathan sjukdom fortskred, diskuterade familjen hur det kan hjälpa andra familjer och patienter hantera VWM, och familjen beslutat att tillåta att studera några av Nathans hjärnceller för forskningsändamål. Omedelbart efter hans död på sjukhuset arbetade ett team av neuropathologists och neurobiologists hela natten för att isolera en del av Nathans hjärnceller, som sedan odlades och studeras i laboratoriet.
Resultatet blev en oöverträffad djupgående tittar på hjärnans celler i en VWM patient. Utredningen inte bara gett viktig kunskap om hur sjukdomen påverkar hjärnan, men det markerar också ett av de första gångerna som forskarna har kunnat isolera neuronala stamceller från en patient och använda dem för att lära sig vad som går fel i hjärnan hos en patient med en komplex neurologisk sjukdom. Det team av forskare från University of Rochester Medical Center rapporterade sitt resultat i marsnumret av den ansedda vetenskapliga tidskriften Nature Medicine .
"Det här familjens generositet resulterade i en stor studie och enorma nya rön om hjärnan", säger hans läkare, barnneurolog Carlos Torres, VD för Golisano Barnsjukhus vid Stark, barnsjukhuset anslutna till det medicinska centret. "Det är ett bra exempel på hur en familj kan bidra till framsteg inom medicinen."
VWM mål celler som utgör en del av hjärnans vita substans, vrida normalt stark och hållbar substans i en gulaktig, gelatin-liknande material. Medan vi höra en hel del om betydelsen av våra "grå massa", en term som hänvisar till viktiga hjärnceller som kallas neuroner, är hjärnans vita substans också viktigt för vår hälsa. Vår vita substansen är mestadels består av gliaceller att isolera anslutningarna mellan nervceller. I VWM, som den vita substansen gradvis försvinner, har ett barn vanligtvis svårt att prata och gå. Allt eftersom sjukdomen fortskrider under flera år barnet har kramper, går in i en koma och ofta dör innan tonårig år. För närvarande finns ingen behandling.
I Nathans fall var långsam språkutveckling runt två års ålder en av de första symptomen, enligt hans föräldrar, Lawrence och Lisa Van Vleck i Pittsford. Strax efter blev hans gång tafatt, och han vände sig till en rullator och sedan en rullstol att ta sig runt när han hade sin intressen, vilket inkluderade att titta skridskoåkning, spel basket, och cheerleaders, säger hans mamma. Så småningom Nathan hamnade i koma och dog av sjukdomen.
Under åren som Torres behandlas Nathan, forskning vid det medicinska centret växte dramatiskt. Den nya forskare rekryteras till Rochester ingår ett team med kompetens inom neurala stamceller och celler föregångare, vilket i slutändan blir hjärnceller. I teamet ingick Christoph Proschel, Ph.D., Mark Noble, Ph.D., en av upptäckarna av den första gliaceller kända föregångare cell, vilket ger upphov till celler som kallas oligodendrocyter, och Margot Mayer-Proschel, Ph.D. , som upptäckte den tidigaste gliaceller föregångare som hittills är kända, vilket ger upphov till både oligodendrocyter och celler som kallas astrocyter.
Gruppen är bland de bästa i världen på att hantera neurala föregångare celler, hålla dem vid liv och manipulera de signaler som cellerna använder för att avgöra vilken typ av hjärnans celler att bli. När Nathan låg sjuk, laget var tillgängliga och redo att studera sina hjärnceller i aldrig tidigare skådad sätt.
Chris Proschel, forskning biträdande professor vid institutionen för medicinsk genetik, ledde laboratoriestudie av Nathans celler. Eftersom läkare vet att sjukdomen påverkar myelin, den feta material som isolerar nerver och ger dem möjlighet att skicka sina signaler skarpt, Proschel team förväntas hitta defekter i eller brist på oligodendrocyter, hjärnans celler som producerar myelin.
Det visade inget sådant. Den oligodendrocyter såg normalt och var närvarande i friska siffror - men laget gjorde iaktta en brist på astrocyter, och de som var närvarande verkade inte frisk. "Normalt, astrocyter är mycket lättare att växa än ömtåliga nervceller eller oligodendrocyter", säger Proschel. "Så det sista du förväntar dig är färre astrocyter."