Les scientifiques ont cajolé les cellules souche embryonnaires humaines pour devenir les neurones moteurs spinaux

Après des années de test et erreur, les scientifiques ont cajolé les cellules souche embryonnaires humaines pour devenir les neurones moteurs spinaux, voies de système nerveux critique des messages de ce relais du cerveau au reste du corps.

Les découvertes neuves, rapportées en ligne en biotechnologie de nature de tourillon par des scientifiques de l'université de Wisconsin-Madison, sont importantes parce qu'elles fournissent les guides critiques pour des scientifiques essayant de réparer les systèmes nerveux endommagés ou malades.

Les neurones moteurs transmettent des messages du cerveau et de la moelle épinière, dictant presque chaque mouvement dans le fuselage de branler de tep au roulis d'un globe oculaire. La nouveauté pourrait des victimes d'aide jour des lésions de la moelle épinière, ou préparer le terrain pour des demandes de règlement nouvelles des maladies dégénératives telles que la sclérose latérale amyotrophique (ALS), également connues sous le nom de Lou Gehrig's Disease. Les cellules saines étant développé dans le laboratoire, les scientifiques pourraient, dans la théorie, remonter les neurones moteurs mourants pour remettre le fonctionnement et alléger les sympt40mes de la maladie ou des blessures.

Beaucoup plus tôt à l'avenir, l'avance permettra à des chercheurs de produire le neurone moteur modélisant des systèmes pour examiner les médicaments neufs, indique le Chef Su-Chun Zhang, un professeur adjoint d'étude de l'anatomie et de la neurologie dans le programme de recherche de cellule souche au centre de Waisman à UW-Madison.

Les scientifiques ont longtemps cru en promesse thérapeutique des cellules souche embryonnaires avec leur capacité de reproduire indéfiniment et se développer en 220 types différents l'uns des des cellules et de tissus dans le fuselage.

Mais les chercheurs ont lutté pour convertir les cellules souche embryonnaires d'ébauche en neurones moteurs, dit Zhang. L'évasif prouvé d'objectif même dans des vertébrés plus simples tels que les souris, dont les cellules souche embryonnaires ont été à la disposition des scientifiques pendant des décennies.

Les scientifiques d'une raison ont eu la difficulté effectuer des neurones moteurs, Zhang croit, peut être qu'ils sont l'une des premières structures neurales à apparaître dans un embryon se développant. Avec l'horloge de coutil du développement à l'esprit, Zhang et son équipe ont déduit qu'il y a seulement un ruban mince de temps - la rugueux troisième et quatrième semaine du développement humain - en quelles cellules souche pourraient être avec succès poussées doucement pour se transformer en neurones moteurs spinaux.

En plus de la trame de temps étroite, il était également critique d'exposer les cellules souche grandissantes à un choix de cocktails chimiques complexes. Les cocktails constituent les produits chimiques naturellement sécrétés - un mélange des facteurs de croissance et des hormones - qui fournissent les conditions d'élevage exacts requis pour guider les cellules en bas de la voie de développement correcte. « Vous devez enseigner [les cellules souche embryonnaires] à changer point par point, où chaque opération a différents états et un hublot strict de temps, » dit Zhang. « Autrement, cela juste ne fonctionnera pas. »

Pour différencier dans un neurone moteur spinal fonctionnel, les cellules souche avancés par une suite de mini-étapes, chacune exigeant un seul milieu de culture et un calage précis. Pour commencer, l'équipe du Wisconsin a produit des cellules souche neurales des cellules souche embryonnaires. Elles puis transformées les cellules neurales dans des cellules d'ancêtre des neurones moteurs, qui se sont à leur tour développés dans une assiette de laboratoire en cellules spinales de neurone moteur.

Les neurones moteurs neuf produits, selon Zhang, montrent l'activité électrique indicatrice, un signe que les neurones, qui transmettent normalement des impulsions électriques, étaient fonctionnels.

Les cellules spinales de neurone moteur ont survécu dans la culture dans le laboratoire pour plus de trois mois, indique Xuejun Li, un scientifique auxiliaire en groupe de Zhang, et l'auteur important de l'étude.

Pour déterminer la recette exacte pour l'accroissement de neurone moteur, Li a foragé des laboratoires mondiaux pour obtenir les facteurs de croissance et d'autres produits chimiques naturels ont dû guider des cellules d'une étape de développement de neurone moteur à l'autre. Mais une fois à travers une certaine remarque, Li a constaté que les cellules ont continué à filer hors circuit vers différents destins cellulaires. Après des centaines de variations infructueuses de facteurs de croissance et de morphogens, Li a été frappé par une idée : Pourquoi ne pas appliquer un produit chimique connu pour être nécessaire pour un stade avancé de développement de neurone d'une opération beaucoup plus tôt dans le procédé ?

La sensation épongée et avérée pour être la pièce du puzzle finale.

La découverte, indique Zhang, explique que les cellules souche humaines ne différencient pas forcément de mode linéaire, comme les scientifiques ont toujours cru. En revanche, une suite de modifications superposantes complexes peut bien être la norme de développement dans des vertébrés plus élevés tels que des êtres humains.

« Nous ne pouvons pas simplement traduire des études d'animal aux êtres humains, » dit Zhang.

La prochaine opération, Li dit, sera de vérifier si les neurones neuf produits peuvent communiquer avec d'autres cellules si transplantés dans un animal vivant. L'équipe vérifiera d'abord les neurones dans des embryons de poulet.

Tandis que les résultats neufs sont prometteurs et permettent d'accéder aux cellules critiques qui peuvent un jour être employées dans le traitement, ce sera vraisemblablement beaucoup d'années avant qu'ils puissent être vérifiés chez l'homme, Zhang dit.