In een dramatische vertoning van het potentieel van stamcellen voor het helen, rapporteert een team van de wetenschappers van Johns Hopkins dat zij de nieuwe hebben gebouwd, voltooide, volledig-werkt kringen van het motorneuron - neuronen die zich van ruggemerg aan doelspieren uitrekken - in verlamde volwassen dieren.
Het onderzoek, waarin cellen van de muis de embryonale (ES) stam in ratten werden ingespoten de waarvan virus-beschadigde ziekte van de ruggemerg modelzenuw, dat dergelijke cellen kunnen worden gemaakt om complexe wegen van lange zenuwontwikkeling te reconstitueren afgesloten in volwassen zoogdieren toont, zeggen de onderzoekers.
„Dit is bewijs van het principe dat wij kunnen heroveren wat in vroege stadia van de ontwikkeling en het gebruik van het motorneuron dat aan reparatie de beschadigde zenuwstelsels,“ Douglas Kerr zegt, M.D., Ph.D., een neuroloog gebeurt die het team Hopkins leidde.
„Het is een opmerkelijke vooruitgang die ons kan helpen begrijpen hoe de stamcellen kunnen beginnen hun grote belofte te vervullen,“ zegt Elias A. Zerhouni, directeur van de Nationale Instituten van Gezondheid. De „Aantonende restauratie van functie is een belangrijke voorwaartse stap, hoewel wij nog een grote afstand om hebben te gaan.“
De onderzoekers creeerden welke bedragen aan een kookboekrecept om verloren zenuwfunctie, Kerr te herstellen verklaart. De benadering kon de schade van de één dagreparatie van dergelijke ziekten zoals ALS (de ziekte van Lou Gehrig), multiple sclerose of transversale myelitis of van traumatische ruggemergverwonding, de onderzoekers zegt. „Met kleine die aanpassingen aan verschillen in zenuwstelseldoelstellingen worden gesloten,“ Kerr zegt, de „benadering kan ook op patiënten met de ziekte van Parkinson van toepassing zijn of van Huntington.“
In een rapport over de studie, dat online moet worden vrijgegeven 26 Juni in de Annalen van Neurologie, zegt het team Hopkins 11 van de 15 behandelde ratten significant bereikten, hoewel gedeeltelijk, terugwinning van verlamming na het verliezen van motorneuronen aan een agressieve besmetting met virus Sindbis -- die, in knaagdieren, specifiek motorneuronen richt en hen doodt. De dieren kregen genoeg spiersterkte terug om gewicht en stap met het eerder verlamde achterste been te dragen.
Kerr vergelijkt de benadering van elektroreparatie. De „Verlamming is als het aanzetten van een lichte schakelaar en het licht gaat niet. De connectiviteit wordt omhoog geknoeid maar u weet waar niet. Wij hebben stamcellen gevraagd om te gaan waar nodig de kring bevestigen.“
Voor een korte periode na een zenuwmatrijzen, gaat het weg achter wat hoofdzakelijk lege shell, met wat steiger en niet-zenuwsubstanties het blijven is. Maar met de injecties van S op de juiste tijd en de plaats, en door de juiste richtsnoeren toe te voegen, hebben wij geleerd om het biologische „geheugen“ te herstellen voor het kweken van neuronen, die duidelijk nog op zijn plaats is,“ hij toevoegden.
De techniek van de motorkring combineert recente ontdekkingen op de differentiatie van de stamcel, een toenemend inzicht in vroege ontwikkeling van het zenuwstelsel, en inzicht in gedrag van het zenuwstelsel in traumatische verwonding, nota's Kerr.
„Als volwassenen, antwoorden onze cellen niet meer aan vroege ontwikkelingsrichtsnoeren omdat die richtsnoeren gewoonlijk zijn gegaan,“ zegt Kerr. „Dat is waarom wij niet goed van strenge verwondingen terugkrijgen. Maar dat is wat wij geloven wij zijn veranderd. Wij vroegen wat was daar toen de motorneuronen geboren waren, en specifiek wat motorneuronen lieten zich naar buiten uitbreiden. Dan probeerden wij om die milieurug, in aanwezigheid van aanpasbare, ontvankelijke stamcellen te brengen.“
In de studie, behandelde het team van Kerr eerst culturen van cellen van de muis de embryonale stam met de groeifactoren die vooraf zowel overleving als snelle specialisatie in motorneuronen verhogen. Het Toevoegen van retinoic zure en sonische egelproteïne -- agenten die aan cellen in de eerste weken van het leven opdracht geven om de juiste plaatsen in het ruggemerg te veronderstellen -- readied de geconditioneerde cellen van S voor de kring van het motorneuron die begin in het ruggemerg. Dan, werden de stamcellen gevoed in het verlamde ruggemerg van de ratten.
Het Uitbreiden van nieuwe motorneuronen in een volwassen zenuwstelsel, echter, betekende overwinnend hindernissen. Één geïmpliceerde myelin, het vettige materiaal dat rijpe motorneuronen isoleert. Als de deklaag op elektrodraad, verhindert myelin het verzwakken van de reizende elektroimpuls en laat het lange afstanden voortzetten. In mensen, myelinated heup- zenuw, bijvoorbeeld, uitgangen het ruggemerg en breidt zich tot de beenspieren het uit activeert, dragend impulsen verscheidene voeten.
Zodra bepaald, echter, remt myelin de verdere zenuwgroei -- de manier van de aard om bovenmatige bedrading in het zenuwstelsel af te raden. „Wij moesten remming overwinnen die van myelin in de dode zenuwwegen treuzelen,“ Kerr verklaart. Twee onlangs ontwikkelde agenten, rolipram en dbcAMP toegelaten dat.
De geassorteerde behandelingen laten de nieuwe motorneuronen overleven, door het ruggemerg groeien en zich lichtjes in het afgelegen zenuwstelsel uitbreiden. Een tweede hindernis bleef in het krijgen van de neuronen aan skeletachtige spierdoelstellingen.
Zoals voorgesteld door het vroegere werk door teamlid Ahmet Hoke op reparatie in het afgelegen, perifere zenuwstelsel, pasten de onderzoekers GDNF, een krachtige stimulator van de neuronengroei, op de overblijfselen van de onlangs-dode heup- zenuw toe op een punt dichtbij zijn vroegere contacten van de beenspier. GDNF trok de het uitbreiden zich motorneuronen, „verlokkend“ hen naar de spieren aan. Om een ononderbroken levering van GDNF te verzekeren, vertrouwden de onderzoekers op de ingespoten foetale cellen van de muis neurale stam, een bekende bron van de molecule.