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Lo studio rivela il modo ricrescere le connessioni perse del midollo spinale

Per molti anni, i ricercatori hanno ritenuto che la cicatrice che si forma dopo che una lesione del midollo spinale attivamente impedisce i neuroni nocivi ricrescere. In uno studio dei roditori, gli scienziati di supporto dagli istituti della sanità nazionali hanno mostrato che potrebbero superare questa barriera e ricollegare ha diviso i nervi del midollo spinale girando indietro gli orologi dei neuroni per metterli in uno stato in anticipo della crescita. Una volta che questo accade, i neuroni potrebbero essere indotti per ricrescere attraverso il tessuto sfregiato. La ricerca è stata supportata dall'istituto nazionale dei disordini neurologici e dal colpo (NINDS), parte di NIH.

“Per i ricercatori di decadi stanno provando a fare i neuroni divisi ricrescere attraverso una lesione del midollo spinale e ricollegare con i neuroni dall'altro lato. Questo studio suggerisce che può richiedere la manipolazione dei tre processi di crescita chiave,„ ha detto Lyn Jakeman, il Ph.D., il direttore del programma, NINDS. “Queste comprensioni sono importanti per la comprensione dei meccanismi della lesione e della rigenerazione che possono l'un giorno applicarsi per sviluppare i trattamenti potenziali per la lesione del midollo spinale.„

I neuroni inviano l'un l'altro i segnali attraverso le proiezioni lunghe chiamate assoni. Quando il midollo spinale è danneggiato, molti di questi assoni sono divisi, piombo ad una perdita di sensazione e/o di paralisi sotto il sito di lesione. Nella risposta, una cicatrice si forma all'interno del tessuto nocivo e mentre gli assoni possono brevemente tentare di ricrescere, questo trattamento è infruttuoso. Poiché queste connessioni fra i neuroni sono fatte inizialmente mentre l'organismo sta sviluppandosi, i ricercatori hanno cercato di riparare quelle circostanze inerenti allo sviluppo potenzialmente per aiutare il cavo nocivo per guarire.

“Ci sono parecchi modelli di crescita nel midollo spinale che interrompe dopo lo sviluppo,„ hanno detto Michael V. Sofroniew, M.D., Ph.D., professore all'istituto di ricerca del cervello al UCLA ed autore senior dello studio pubblicato in natura. “Abbiamo voluto vedere se potessimo riattivare quei reticoli dopo la lesione e se quella piombo a ricrescita degli assoni.„

Facendo uso sia dei modelli di lesione del midollo spinale del ratto che del mouse, i ricercatori dal UCLA ed i loro collaboratori alla facoltà di medicina di Harvard, Boston e l'istituto di tecnologia federale svizzero, Losanna, Svizzera, hanno esaminato tre componenti del trattamento di ricrescita.

In primo luogo, hanno provato geneticamente a girare indietro l'orologio dei neuroni riattivando il programma che ha prodotto le connessioni originali, specificamente neuroni della crescita che guardano come stanno provando a ricrescere. Mentre non attivi in adulti, i neuroni ancora portano il programma usato durante la crescita iniziale. Iniettando i virus che contengono i geni relativi a questo programma, i ricercatori potevano ritornare i neuroni del midollo spinale di nuovo ad uno stato in cui la crescita dell'assone potrebbe accadere.

In secondo luogo, i nuovi assoni hanno dovuto attraversare through il tessuto nocivo. Normalmente, gli assoni crescenti si muovono lungo le strade principali pavimentate con le molecole che non sono trovate nel tessuto della cicatrice. Dopo l'iniezione del sito di lesione con un gel che contiene una combinazione di proteine dipromozione, gli scienziati hanno veduto un aumento in molecole assone-complementari, efficacemente fornenti “una strada„ attraverso la lesione.

Per concludere, gli assoni crescenti stati necessari per uscire il sito di lesione e per trovare gli obiettivi. Durante lo sviluppo, i neuroni rilasciano le proteine chiamate chemoattractants che gli assoni puntano. Per imitare questo, i ricercatori hanno iniettato le proteine chemoattractant in una traccia oltre il sito di lesione ed hanno veduto che questo “pangrattato chimico„ piombo con successo gli assoni per svilupparsi completamente attraverso il sito di lesione.

Quando c'è ne dei tre trattamenti--attivazione virale del programma di crescita, formazione del percorso per il viaggio dell'assone e l'aggiunta dei chemoattractants--non sono stati forniti, minimo, se della ricrescita fosse veduta. Al contrario, quando tutti e tre le sono stati utilizzati nell'ordine descritto, i neuroni si sono sviluppati robusto. I dieci o le centinaia di assoni hanno viaggiato attraverso la cicatrice ed hanno ricollegato con i neuroni dall'altro lato.

Sebbene i loro risultati indichino che le nuove connessioni potrebbero condurre i segnali elettrici attraverso la lesione, i roditori non potrebbero muoversi affatto per migliorare. Tuttavia, il Dott. Sofroniew ha sottolineato che questo non era inatteso.

“Lo prevederemmo che questi assoni ricresciuti si comportassero molto come i nuovi assoni che vediamo in via di sviluppo,„ abbiamo spiegato. “Tanto come un imperativo neonato impari camminare, questi circuiti formati di recente probabilmente richiederà l'addestramento prima che il ripristino funzionale possa essere veduto.„

Il trauma del midollo spinale pregiudica approssimativamente ogni anno 12,500 persone negli Stati Uniti e le 276.000 persone stimate negli Stati Uniti corrente vivono con gli effetti a lungo termine della lesione del midollo spinale. Lo scopo di ricerca sulla lesione del midollo spinale è di riparare le connessioni divise dalla lesione per fornire il ripristino funzionale.

Il Dott. Sofroniew ed i suoi colleghi ora sta guardando per continuare a raffinare la loro comprensione dei meccanismi coinvolgere nella rigenerazione dell'assone e determinare quanto i circuiti recentemente collegati inscatolano il meglio sia riaddestrato per riparare il movimento.