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Cellule staminali di uso degli scienziati per identificare i difetti cellulari di fondo che causano la sindrome di Angelman

I ricercatori a salubrità di UConn hanno usato le cellule staminali derivate dai pazienti con la sindrome di Angelman per identificare i difetti cellulari di fondo che causano il disordine neurogenetic raro, un punto importante nella ricerca in corso dei trattamenti potenziali per Angelman e una maturazione possibile.

Finora, gli scienziati che provano a capire perché le cellule cerebrali delle persone con venire a mancare di Angelman svilupparsi correttamente hanno contato soprattutto sul mouse modella quel mimo il disordine.

Usando le cellule staminali umane che sono geneticamente identiche alle cellule cerebrali dei pazienti di sindrome di Angelman, i ricercatori ora hanno una maschera molto più chiara e più accurata di che cosa sta andando male.

Lo studio in un 24 aprile sembrante nelle comunicazioni della natura del giornale, i ricercatori riferisce che le cellule cerebrali delle persone con la sindrome di Angelman non riescano a maturare correttamente, causando una cascata di altri deficit inerenti allo sviluppo che provocano la sindrome di Angelman.

“Abbiamo esaminato l'attività elettrica di queste cellule cerebrali e la loro capacità di formare le connessioni, che è critica ai circuiti funzionanti nel cervello,„ dice il neuroscenziato Eric Levine, l'autore principale di salubrità di UConn dello studio.

“Abbiamo trovato che le celle dai pazienti di Angelman hanno avute danni,„ diciamo Levine. “Non hanno sviluppato lo stesso modo come facessero nella gente che non ha il disordine. Non sono riuscito a sviluppare l'attività elettrica matura e non hanno formato le connessioni come prontamente.„

La sindrome di Angelman compare in una su ogni 15.000 nati vivi. La gente con Angelman ha more inerenti allo sviluppo, è ad attacchi inclini e può avere difficoltà camminante o saldante. Ha limitato il discorso, ma generalmente presenta un contegno felice, ridente e sorridente frequentemente.

Il disordine accade quando un singolo gene che le persone ereditano dal quindicesimo cromosoma della loro madre è cancellato o inattivo. La copia paterna di quel gene, conosciuta come UBE3A, è fatta tacere normalmente in cellule cerebrali.

Lo studio della ricerca piombo da Levine è stato fatto in collaborazione con un altro gruppo di ricerca a salubrità di UConn piombo dal genetista inerente allo sviluppo Chamberlain tempestoso. Chamberlain sta studiando i meccanismi genetici di fondo che causano Angelman e come potrebbero essere invertiti. Il gruppo di ricerca di Levine nel frattempo sta esaminando la fisiologia dietro il disordine o che cosa accade nel cervello quando il gene materno di UBE3A manca o non riesce a lavorare correttamente.

“Che cosa è interessante circa questo studio particolare è che Eric ha catturato alcune delle prime differenze elettrofisiologiche fra i neuroni di sindrome di Angelman e tipicamente sviluppare i neuroni e sembra che quei deficit primari stiano installando tutti altri problemi che stanno accadendo a valle,„ dica Chamberlain.

Il cervello umano conta sui segnali elettrici ad informazioni trattate. Questi segnali passano fra i neuroni nel nostro cervello via le connessioni speciali chiamate sinapsi. Nello studio corrente, Levine ha trovato che a circa tre - cinque settimane nel loro sviluppo, le cellule cerebrali in persone inalterate si arrampicano la loro attività elettrica mentre le celle dai pazienti di Angelman non fanno. Questa omissione di maturare interrompe la capacità delle celle di Angelman di formare le connessioni sinaptiche adeguate, che è critica per l'apprendimento, la memoria e lo sviluppo conoscitivo.

“Altri ricercatori non hanno veduto questo deficit nei modelli del mouse, ma pensiamo che potrebbe avere qualcosa fare con dove stavano guardando,„ dica Chamberlain, che sia un co-author sullo studio corrente. “Negli studi del mouse, ricercatori stanno esaminando gli adulti, il giovane, o i neuroni postnatali in anticipo. Eric sta esaminando alcuni dei cambiamenti più in anticipo in neuroni che probabilmente si presentano durante lo sviluppo fetale.„

I pazienti di Angelman sono molto attivi nella ricerca in corso sul disordine. Le cellule staminali pluripotent incitate utilizzate nella ricerca di Levine sono state derivate da interfaccia e dai globuli donati dalla gente con Angelman. Quelle celle poi sono state riprogrammate nelle cellule staminali che si sono sviluppate in laboratorio nelle cellule cerebrali che abbinano il trucco genetico del paziente. Questo trattamento ha permesso Levine molto attentamente riflette come le celle si sono sviluppate dalle loro fasi più iniziali in vitro e vedere come hanno differito dalle celle di controllo catturate dalla gente senza il disordine.

Per confermare che i difetti cellulari nelle celle di Angelman sono stati causati dalla perdita del gene di UBE3A, Levine ha tagliato il gene di UBE3A in celle dal gruppo di controllo per vedere che cosa sarebbe accaduto. Effettivamente, la stessa catena degli eventi precipitante a cascata ha accaduto.

“Negli oggetti di controllo che non hanno avuti Angelman, abbiamo tramortito basicamente il gene per imitare il difetto di Angelman,„ Levine dice. “Se fate che abbastanza presto in via di sviluppo, vedete tutte cose andare male in quelle celle. Interessante, se aspettate più successivamente e tramortite il gene in via di sviluppo, vedete soltanto un sottoinsieme di quei deficit.„

Quei risultati piombo Levine credere che lo sviluppo in ritardo di attività elettrica nelle cellule cerebrali dai pazienti con Angelman fosse uno dei fattori di azionamento che inducono altri difetti ad accadere. Quella conoscenza è importante per lo sviluppo delle droghe possibili da combattere Angelman. Se gli scienziati possono fermare quell'errore elettrotecnico iniziale dall'avvenimento, potrebbe impedire gli altri problemi inerenti allo sviluppo l'avvenimento pure. I ricercatori con i prodotti farmaceutici di Ionis da Carlsbad, California egualmente hanno partecipato allo studio corrente.

Con questi nuove informazioni a disposizione, Chamberlain e Levine stanno catturando la ricerca al livello seguente. Vogliono sapere esattamente la perdita del gene di UBE3A induce lo sviluppo di attività elettrica nelle cellule cerebrali in anticipo dei pazienti di Angelman a fermarsi.

Un altro vantaggio dello studio corrente è che il modello della cellula staminale creato da Chamberlain e da Levine può ora essere usato per schermare la terapeutica potenziale per Angelman. Avere la capacità di riflettere le celle di cervello umano in laboratorio permetterà che i ricercatori verifichino le centinaia di dozzine se non di composti per vedere se invertono i difetti cellulari di Angelman. Lo stesso trattamento ha potuto applicarsi dagli scienziati che esaminano altri disordini.

E quella è buone notizie.

“Le fondamenta di sindrome di Angelman erano fiere costituire un fondo per la ricerca del Dott. Levine nel 2011 e siamo entusiasmati per vedere i risultati,„ dice Eileen Braun, direttore esecutivo dell'organizzazione no-profit nazionale che costituisce un fondo per la ricerca di sindrome di Angelman e supporta le persone con Angelman e le loro famiglie. “Fare pubblicare i risultati nelle comunicazioni della natura, un giornale prestigioso e pari-esaminato, illustra la validità di questa ricerca, che infine ci aiuta a capire più circa la sindrome di Angelman e le guide piombo noi al nostro scopo finale dei trattamenti e di una maturazione.„