Doorbraak van het Onderzoek kon helpen hulpmiddelen aan reparatie beschadigde zenuwcellen ontwikkelen

Een team van onderzoekers bij IRCM die door Frédéric Charron, PhD, in samenwerking met bioengineers bij Universiteit McGill wordt geleid, bracht een nieuw soort synergisme in de ontwikkeling van het zenuwstelsel aan het licht, dat een belangrijk mechanisme verklaart dat voor neurale kringen wordt vereist zich behoorlijk te vormen. Hun doorbraak, die vandaag in de wetenschappelijke Biologie van dagboekPLoS wordt gepubliceerd, kon uiteindelijk helpen hulpmiddelen aan de cellen van de reparatiezenuw na verwondingen aan het zenuwstelsel (zoals de hersenen en het ruggemerg) ontwikkelen.

De Onderzoekers in het laboratorium van Dr. Charron's bestuderen neuronen, de zenuwcellen die omhoog het centrale zenuwstelsel, evenals hun lange uitbreidingen maken die als axons worden bekend. Tijdens ontwikkeling, moeten axons specifieke wegen in het zenuwstelsel volgen om neurale kringen behoorlijk te vormen en neuronen toe te staan om elkaar te communiceren met. IRCM de onderzoekers bestuderen een proces genoemd axon begeleiding om beter te begrijpen hoe axons erin slagen om de correcte wegen te volgen.

„Om hun doel te bereiken, groeiende baseren axons zich op molecules die als begeleidingsrichtsnoeren worden bekend, die hen bij de welke richting om opdragen te nemen door hen af te weren of aan te trekken naar hun bestemming,“ verklaart Dr. Charron, Directeur van de Moleculaire Biologie van Neurale het onderzoekeenheid van de Ontwikkeling bij IRCM.

In De Loop Van de afgelopen decennia, heeft de wetenschappelijke gemeenschap geworsteld om te begrijpen waarom meer dan één begeleidingsrichtsnoer voor axons noodzakelijk zou zijn om het juiste doel te bereiken. In dit document, IRCM brachten de wetenschappers aan het licht hoe axons de gebruiksinformatie van veelvoudige begeleiding inlast om hun pathfinding besluiten te nemen. Om dit te doen, bestudeerden zij de relatieve verandering in concentratie van begeleidingsrichtsnoeren in het milieu van het neuron, dat als steilheid van de gradiënt wordt bedoeld.

„Wij vonden dat de steilheid van de gradiënt een kritieke factor voor axon begeleiding is; steiler de gradiënt, antwoordt beter axons aan begeleidingsrichtsnoeren,“ zegt Tyler F.W. Sloan, de student van het Doctoraat in het laboratorium van Dr. Charron's en eerste auteur van de studie. „Daarnaast, toonden wij aan dat de gradiënt van één begeleidingsrichtsnoer niet kan genoeg steil zijn om axons te oriënteren. In die instanties, openbaarden wij dat een combinatie begeleidingsrichtsnoeren zich in synergisme met kan elkaar gedragen om axon te helpen de richting van de gradiënt interpreteren.“

In samenwerking met het Programma in Neuroengineering bij Universiteit McGill, ontwikkelde het team van Dr. Charron's een innovatieve techniek om de concentratiegradiënten van begeleidingsrichtsnoeren te ontspannen in vitro, d.w.z. kunnen zij ontwikkelende axons buiten hun biologische context bestuderen.

„Deze nieuwe methode voorziet ons van verscheidene voordelen wanneer vergeleken bij vorige technieken, en staat ons toe om realistischere voorwaarden te simuleren die in het ontwikkelen van embryo's worden ontmoet, experimenten op langere termijn te leiden om het volledige proces van axon begeleiding waar te nemen, en uiterst nuttige kwantitatieve gegevens te verkrijgen,“ voegt Sloan toe. „Het combineert kennis van het gebied van microfluidics, welke gebruiksvloeistoffen bij een microscopische schaal leiden om biologische experimenten, met de cellulaire, biologische en moleculaire studies te verkleinen wij in laboratoria.“

„Dit is het ware multidisciplinaire werk, en een uitstekend voorbeeld van wat het Programma in Neuroengineering poogt in situaties te verwezenlijken waar de neurobiologen als mij een specifieke vraag hebben die zij hebben willen om richten, maar de huidige hulpmiddelen worden niet aangepast om hun vraag te beantwoorden,“ vermeldt Dr. Charron. „Zo, dankzij dit unieke programma, werkten wij met de microfluidic en wiskundige modellerende deskundigen van McGill samen bioengineers en om het apparaat te creëren dat voor onze studie wordt vereist.“

„Deze wetenschappelijke doorbraak kon ons dichter bij het herstellen van beschadigde zenuwcellen na verwondingen aan het centrale zenuwstelsel brengen,“ verklaart Dr. Charron. Een „beter inzicht in de mechanismen betrokken bij axon begeleiding zal nieuwe mogelijkheden bieden om technieken te ontwikkelen om letsels als gevolg van ruggemergverwondingen, en misschien zelfs neurodegenerative ziekten te behandelen.“

De Verwondingen aan het centrale zenuwstelsel beïnvloeden duizenden Canadezen elk jaar en kunnen tot levenslange onbekwaamheden leiden. Het vaakst veroorzaakt door een ongeval, een slag of een ziekte, zijn deze verwondingen momenteel zeer moeilijk te herstellen. Het Onderzoek wordt daarom vereist voor de ontwikkeling van nieuwe hulpmiddelen om schade aan het centrale zenuwstelsel te herstellen.

Bron: Institut DE recherches cliniques DE Montreal

Advertisement