Gli Scienziati hanno persuaso le cellule staminali embrionali umane per trasformarsi in in motoneuroni spinali

Dopo gli anni di approssimazioni successive, gli scienziati hanno persuaso le cellule staminali embrionali umane per trasformarsi in in motoneuroni spinali, vie critiche del sistema nervoso messaggi di quel relè dal cervello al resto dell'organismo.

I nuovi risultati, riferiti online in Biotecnologia della Natura del giornale dagli scienziati dall'Università di Wisconsin-Madison, sono importanti perché forniscono gli indicatori stradali critici per gli scienziati che provano a riparare i sistemi nervosi nocivi o malati.

I Motoneuroni trasmettono i messaggi dal cervello e dal midollo spinale, dettanti quasi ogni movimento nell'organismo dal wiggling di un dito del piede alla laminazione di un bulbo oculare. La novità potrebbe le vittime di guida giorna delle lesioni del spinale-cavo, o aprire la strada per i trattamenti novelli delle malattie degeneranti quale la sclerosi laterale amiotrofica (ALS), anche conosciuti come Lou Gehrig's Disease. Con le celle in buona salute sviluppate in laboratorio, gli scienziati potrebbero, nella teoria, sostituire i motoneuroni di morte per ripristinare la funzione ed alleviare i sintomi della malattia o della ferita.

Molto più presto in futuro, l'avanzamento permetterà che i ricercatori crino il motoneurone che modella i sistemi per schermare le nuove droghe, che dice la guida Unione Sovietica-Chun Zhang, un assistente universitario di studio dell'anatomia e della neurologia nel Programma Di Ricerca Della Cellula Staminale al Centro di Waisman a UW-Madison.

Gli Scienziati lungamente hanno ritenuto nella promessa terapeutica delle cellule staminali embrionali con la loro capacità di ripiegare indefinitamente e svilupparsi in c'è ne dei 220 tipi differenti di celle e dei tessuti nell'organismo.

Ma i ricercatori hanno lottato per convertire le cellule staminali embrionali della in bianco-bramma in motoneuroni, dice Zhang. Lo scopo ha provato evasivo anche in vertebrati più semplici quali i mouse, di cui le cellule staminali embrionali sono state a disposizione degli scienziati per le decadi.

Gli scienziati di Una ragione hanno incontrati difficoltà fare i motoneuroni, Zhang ritiene, possono essere che fossero una delle strutture neurali più in anticipo da emergere in un embrione di sviluppo. Con l'orologio di ticchettio dello sviluppo in mente, Zhang ed il suo gruppo hanno dedotto che c'è approssimativamente soltanto un nastro sottile di del tempo la terza e quarta settimana dello sviluppo umano - in quali cellule staminali potrebbero essere incitate con successo per trasformarsi nei motoneuroni spinali.

Oltre al calendario stretto, era egualmente critico esporre le cellule staminali crescenti ad una schiera dei cocktail chimici complessi. I cocktail costituiscono i prodotti chimici naturalmente secernuti - una miscela dei fattori e degli ormoni di crescita - che forniscono gli stati esatti di crescita stati necessari per dirigere le celle giù la via inerente allo sviluppo corretta. “Dovete insegnare a [cellule staminali embrionali] per cambiare per gradi, dove ogni punto ha gli stati differenti e una finestra rigorosa di tempo,„ dite Zhang. “Altrimenti, non funzionerà appena.„

per differenziarsi in un motoneurone spinale funzionale, nelle cellule staminali avanzati con una serie di mini-fasi, ciascuna che richiede un terreno colturale unico e una sincronizzazione precisa. Per cominciare, il gruppo di Wisconsin ha generato le cellule staminali neurali dalle cellule staminali embrionali. Poi hanno trasformato le celle neurali nelle celle del progenitore dei motoneuroni, che a loro volta si sono sviluppati in un piatto del laboratorio nelle celle spinali del motoneurone.

I motoneuroni recentemente generati, secondo Zhang, esibiscono l'attività elettrica indicatrice, un segno che i neuroni, che trasmettono normalmente gli impulsi elettrici, erano funzionali.

Le celle spinali del motoneurone sono sopravvissuto a nella cultura nel laboratorio per più di tre mesi, dice Xuejun Li, uno scienziato di aiuto nel gruppo di Zhang e l'autore principale dello studio.

Per determinare la ricetta esatta per la crescita del motoneurone, Li ha foraggiato i laboratori universalmente per ottenere i fattori di crescita ed altri prodotti chimici naturali hanno dovuto guidare le celle da una fase dello sviluppo del motoneurone ad un altro. Ma una volta dopo certo punto, Li ha trovato che le celle hanno continuato deviare da verso i destini cellulari differenti. Dopo le centinaia di variazioni infruttuose dei fattori di crescita e dei morphogens, Li direzione da un'idea: Perché non applicare un prodotto chimico conosciuto per essere necessario per uno stadio avanzato di sviluppo del neurone ad un punto molto più iniziale nel trattamento?

L'impressione ripagata e risultata per essere il pezzo definitivo del puzzle.

La scoperta, dice Zhang, dimostra che le cellule staminali umane necessariamente non si differenziano di modo lineare, gli scienziati hanno ritenuto sempre. Piuttosto, una serie di cambiamenti di sovrapposizione complessi può bene essere la norma inerente allo sviluppo in più alti vertebrati quali gli esseri umani.

“Non possiamo tradurre semplicemente gli studi dall'animale agli esseri umani,„ dice Zhang.

Il punto seguente, Li dice, sarà di provare se i neuroni recentemente generati possono comunicare con altre celle una volta trapiantati in un animale vivo. Il gruppo in primo luogo collauderà i neuroni negli embrioni del pollo.

Mentre i nuovi risultati stanno promettendo e consentono l'accesso alle celle critiche che possono l'un giorno essere utilizzate nella terapia, probabilmente sarà molti anni prima che possano essere provati in esseri umani, Zhang dice.

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