Os cientistas persuadiram células estaminais embrionárias humanas para transformar-se neurônios de motor espinais

Após anos de tentativa e erro, os cientistas persuadiram células estaminais embrionárias humanas para transformar-se neurônios de motor espinais, caminhos críticos do sistema nervoso mensagens desse relé do cérebro ao resto do corpo.

Os resultados novos, relatados em linha na biotecnologia da natureza do jornal por cientistas da universidade de Wisconsin-Madison, são importantes porque fornecem guideposts críticos para os cientistas que tentam reparar sistemas nervosos danificados ou doentes.

Os neurônios de motor transmitem mensagens do cérebro e da medula espinal, ditando quase cada movimento no corpo de contorcer-se de um dedo do pé ao rolamento de um globo ocular. A novidade poderia vítimas de ajuda dia dos ferimentos do espinal-cabo, ou para pavimentar a maneira para os tratamentos novos de doenças degenerativos tais como a esclerose de lateral amyotrophic (ALS), igualmente conhecidos como Lou Gehrig's Disease. Com as pilhas saudáveis crescidas no laboratório, os cientistas poderiam, na teoria, substituir os neurônios de motor de morte para restaurar a função e aliviar os sintomas da doença ou do ferimento.

Muito mais logo no futuro, o avanço permitirá que os pesquisadores criem o neurônio de motor que modela sistemas para seleccionar drogas novas, diz o líder SU-Chun Zhang do estudo, um professor adjunto da anatomia e da neurologia no programa de investigação da célula estaminal no centro de Waisman em UW-Madison.

Os cientistas têm acreditado por muito tempo na promessa terapêutica de células estaminais embrionárias com sua capacidade para replicate indefinidamente e tornar-se alguns dos 220 tipos diferentes de pilhas e de tecidos no corpo.

Mas os pesquisadores esforçaram-se para converter células estaminais embrionárias da vazio-ardósia nos neurônios de motor, dizem Zhang. O objetivo provou indescritível mesmo em uns animais vertebrados mais simples tais como os ratos, cujas as células estaminais embrionárias estiveram disponíveis aos cientistas por décadas.

Os cientistas de uma razão tiveram a dificuldade fazer os neurônios de motor, Zhang acreditam, podem ser que são uma das estruturas neurais as mais adiantadas a emergir em um embrião se tornando. Com o pulso de disparo de tiquetaque da revelação na mente, Zhang e sua equipe deduziram que há somente uma tira fina do tempo - a aproximadamente terceira e quarta semana da revelação humana - em que células estaminais poderiam com sucesso ser incitadas para se transformar nos neurônios de motor espinais.

Além do que o prazo estreito, era igualmente crítico expr as células estaminais crescentes a uma disposição de cocktail químicos complexos. Os cocktail constituem os produtos químicos naturalmente segregados - uma mistura de factores e de hormonas de crescimento - que fornecem as condições de crescimento exactas necessários para dirigir as pilhas abaixo do caminho desenvolvente correcto. “Você precisa de ensinar [células estaminais embrionárias] para mudar ponto por ponto, onde cada etapa tem condições diferentes e um indicador restrito do tempo,” diz Zhang. “De outra maneira, apenas não trabalhará.”

Para diferenciar-se em um neurônio de motor espinal funcional, nas células estaminais avançados com uma série de mini-fases, cada um que exige um media de crescimento original e um sincronismo preciso. Para começar, a equipe de Wisconsin gerou células estaminais neurais das células estaminais embrionárias. Transformaram então as pilhas neurais em pilhas do ancestral dos neurônios de motor, que se tornaram por sua vez em um prato do laboratório em pilhas espinais do neurônio de motor.

Os neurônios de motor recentemente gerados, de acordo com Zhang, exibem a actividade elétrica indicadora, um sinal que os neurônios, que transmitem normalmente impulsos elétricos, eram funcionais.

As pilhas espinais do neurônio de motor sobreviveram na cultura no laboratório para mais de três meses, dizem Xuejun Li, um cientista assistente no grupo de Zhang, e autor principal do estudo.

Para determinar a receita exacta para o crescimento do neurônio de motor, Li forrageou laboratórios no mundo inteiro para obter os factores de crescimento e outros produtos químicos naturais necessários para guiar pilhas de uma fase da revelação do neurônio de motor a outra. Mas uma vez após algum ponto, Li encontrou que as pilhas se mantiveram virar fora para destinos celulares diferentes. Após centenas de variações mal sucedidas de factores de crescimento e de morphogens, Li foi golpeado por uma ideia: Por que não aplicar um produto químico conhecido para ser necessário para um estado avançado de revelação do neurônio a uma etapa muito mais adiantada no processo?

A palpite paga fora e despejada ser a parte final do enigma.

A descoberta, diz Zhang, demonstra que as células estaminais humanas não se diferenciam necessariamente na forma linear, como os cientistas acreditaram sempre. Um pouco, uma série de mudanças de sobreposição complexas pode bem ser a norma desenvolvente em uns animais vertebrados mais altos tais como seres humanos.

“Nós não podemos simplesmente traduzir estudos do animal aos seres humanos,” diz Zhang.

O passo seguinte, Li diz, será testar se os neurônios recentemente gerados podem se comunicar com outras pilhas quando transplantados em um animal vivo. A equipe testará primeiramente os neurônios em embriões da galinha.

Quando os resultados novos forem prometedores e fornecerem o acesso às pilhas críticas que podem um dia ser usadas na terapia, será provavelmente muitos anos antes que possam ser testados nos seres humanos, Zhang diz.