Dalam tampilan dramatis potensi sel induk 'untuk penyembuhan, tim Johns Hopkins ilmuwan melaporkan bahwa mereka telah direkayasa baru, selesai, sepenuhnya-bekerja sirkuit neuron motor - neuron yang membentang dari sumsum tulang belakang untuk otot-otot target - pada hewan dewasa lumpuh.
Penelitian, di mana induk embrio tikus (ES) sel-sel disuntikkan ke tikus yang rusak virus tulang belakang kabel model penyakit saraf, menunjukkan bahwa sel-sel tersebut dapat dibuat untuk kembali jejak jalur kompleks pembangunan saraf panjang mematikan pada mamalia dewasa, peneliti mengatakan.
"Ini adalah bukti dari prinsip bahwa kita dapat merebut kembali apa yang terjadi dalam tahap awal pengembangan motor neuron dan menggunakannya untuk memperbaiki sistem saraf yang rusak," kata Douglas Kerr, MD, Ph.D., seorang ahli saraf yang memimpin tim Hopkins.
"Ini kemajuan luar biasa yang dapat membantu kita memahami bagaimana sel-sel induk dapat mulai memenuhi janji besar mereka," kata Elias A. Zerhouni, direktur dari Institut Kesehatan Nasional "Mendemonstrasikan pemulihan fungsi merupakan langkah maju yang penting., Meskipun kami masih memiliki jarak yang sangat jauh untuk pergi. "
Para peneliti menciptakan apa jumlah ke buku resep resep untuk mengembalikan fungsi saraf yang hilang, Kerr menjelaskan. Pendekatan ini bisa satu hari memperbaiki kerusakan dari penyakit seperti sclerosis ALS (penyakit Lou Gehrig), ganda atau myelitis melintang atau dari cedera tulang belakang traumatis, para peneliti mengatakan. "Dengan penyesuaian kecil bersemangat untuk perbedaan dalam target sistem saraf," kata Kerr, "pendekatan juga dapat berlaku untuk pasien dengan Parkinson atau penyakit Huntington."
Dalam sebuah laporan pada studi, yang akan dirilis Juni secara online 26 dalam Annals of Neurology, tim Hopkins mengatakan 11 dari 15 tikus diperlakukan diperoleh signifikan, meskipun parsial, pemulihan dari kelumpuhan setelah kehilangan neuron motor untuk infeksi agresif dengan virus Sindbis - - yang, pada hewan pengerat, khusus target neuron motor dan membunuh mereka. Hewan-hewan pulih kekuatan otot yang cukup untuk menanggung berat badan dan melangkah dengan kaki belakang yang sebelumnya lumpuh.
Kerr menyamakan pendekatan untuk memperbaiki listrik. "Kelumpuhan adalah seperti menyalakan tombol lampu dan lampu tidak pergi pada konektivitas adalah kacau tapi. Anda tidak tahu di mana. Kami sudah meminta sel induk untuk pergi ke mana diperlukan untuk memperbaiki sirkuit."
Untuk periode yang singkat setelah saraf mati, itu meninggalkan apa yang dasarnya adalah cangkang kosong, dengan beberapa zat perancah dan non-saraf yang tersisa. Tapi dengan suntikan ES pada waktu dan tempat yang tepat, dan dengan menambahkan isyarat yang tepat, kita telah belajar untuk mengembalikan 'memori' neuron biologis untuk tumbuh, yang jelas masih di tempat, "tambahnya.
Rekayasa sirkuit motor menggabungkan penemuan-penemuan baru pada diferensiasi sel batang, pemahaman yang meningkat mengenai perkembangan awal sistem saraf, dan wawasan ke dalam perilaku dari sistem saraf dalam luka trauma, Kerr catatan.
"Sebagai orang dewasa, sel-sel kita tidak lagi merespon isyarat awal perkembangan karena mereka biasanya pergi isyarat," kata Kerr. "Itu sebabnya kita tidak pulih dengan baik dari luka parah Tapi itulah yang kita percaya kita telah berubah.. Kami bertanya apa yang ada ketika motor neuron lahir, dan khususnya apa yang membiarkan neuron motor terbentang. Lalu kami mencoba untuk membawa lingkungan yang kembali , di hadapan beradaptasi, sel induk reseptif. "
Dalam studi tersebut, tim Kerr pertama pra-diperlakukan budaya sel induk embrio tikus dengan faktor pertumbuhan yang baik meningkatkan kelangsungan hidup dan spesialisasi meminta ke neuron motor. Menambahkan asam retinoat dan sonik protein landak - agen bahwa sel-sel secara langsung pada minggu-minggu pertama kehidupan untuk menganggap tempat yang tepat di sumsum tulang belakang - sel ES disiapkan dikondisikan untuk rangkaian neuron motor yang dimulai di sumsum tulang belakang. Kemudian, sel induk dimasukkan ke dalam tali tulang belakang tikus lumpuh '.
Memperluas motor neuron baru dalam sistem saraf dewasa, namun demikian, berarti mengatasi rintangan. Satu yang terlibat myelin, bahan lemak yang insulates neuron motor dewasa. Seperti lapisan pada kabel listrik, mielin mencegah melemahnya impuls listrik bepergian dan memungkinkan itu terus jarak jauh. Pada manusia, skiatik saraf mielin, misalnya, keluar dari sumsum tulang belakang dan meluas ke otot-otot kaki akan mengaktifkan, membawa impuls beberapa meter.
Setelah ditetapkan, bagaimanapun, menghambat pertumbuhan saraf mielin lebih - cara alami untuk mencegah kabel yang berlebihan pada sistem saraf. "Kami harus mengatasi hambatan dari mielin berlama-lama di jalur saraf mati," jelas Kerr. Dua agen baru-baru ini dikembangkan, rolipram dan dbcAMP diaktifkan itu.
Perlakuan macam membiarkan neuron motor baru bertahan hidup, tumbuh melalui tulang belakang dan memperpanjang sedikit ke dalam sistem saraf terpencil. Sebuah rintangan kedua masih dalam mendapatkan neuron untuk target otot rangka.