L'incidence de quelques maladies neurologiques--particulièrement ceux ont associé au vieillissement, tel qu'Alzheimer et des maladies de Parkinson--augmente. Pour comprendre mieux ces conditions et évaluer des demandes de règlement neuves potentielles, les chercheurs ont besoin de modèles précis qu'ils peuvent étudier dans le laboratoire.
Les chercheurs de l'institut de Salk, avec des collaborateurs à l'Université de Stanford et à l'université de Baylor du médicament, ont prouvé que les cellules des souris qui ont été induites pour se développer dans des cellules nerveuses suivre une méthode précédemment publiée ont les signatures moléculaires apparier les neurones qui ont développée naturellement dans le cerveau.
L'étude, publiée dans l'eLife le 15 janvier 2019, ouvre la trappe pour que de meilleures voies modélisent la maladie d'un patient individuel. Cette technique permettrait à des chercheurs d'étudier comment les conditions neurologiques se développent, ainsi que de vérifier des traitements neufs. La technologie neuve pourrait également aider à avancer la recherche dans les thérapies géniques qui sont dérivées des propres cellules d'un patient.
« Cette recherche dresse une carte le circuit pour la voie la plus optimale de produire des neurones dans le laboratoire, » dit professeur Joseph Ecker, un de Salk des auteurs supérieurs de l'étude deux. « En prenant ces cellules et en les reprogrammant dans des neurones, vous pouvez potentiellement apprendre des choses neuves au sujet de la façon dont ces maladies fonctionnent à un niveau cellulaire, particulièrement les maladies pilotées par des altérations génétiques. »
Les cellules utilisées dans l'étude, fibroblastes appelés, composent la majeure partie du tissu conjonctif chez les animaux et jouent un rôle majeur dans la cicatrisation. Les chercheurs avaient étudié comment transformer des fibroblastes en cellules de neurone dans des assiettes de laboratoire, mais jusqu'ici ils n'ont pas su si ces neurones de création récente ont exactement correspondu aux neurones qui s'étaient développés naturellement dans le cerveau.
La technique pour induire les fibroblastes se développer dans des neurones avec l'epigenome assorti a été développée par Marius Wernig, l'auteur de Stanford du Co-sénior du papier. Avec cette méthode, effectuer les cellules neuronales induites ne concerne pas les clichés intermédiaires pluripotent. Au lieu de cela, les cellules sont directement converties des fibroblastes en neurones.
« Une question importante dans le bureau d'études cellulaire est comment connaître la qualité de votre produit, » dit le Co-premier l'auteur Chongyuan Luo, un boursier post-doctoral dans le laboratoire d'Ecker. « Si nous effectuons des neurones à partir des fibroblastes, nous voulons savoir ils rivalisent avec des neurones dans le cerveau. Nous sommes particulièrement intéressés à regarder ces cellules au niveau de l'epigenome. »
L'epigenome se compose des produits chimiques cette attache à l'ADN et règle quand les gènes obtiennent allumés et traduit en protéines. Les différences entre les epigenomes des neurones induits et naturellement développés pourraient avoir comme conséquence différentes caractéristiques des neurones induits qui pourraient leur effectuer les modèles moins précis du comportement neuronal.
Utilisant une technique développée dans le MethylC-seq appelé de laboratoire d'Ecker, les chercheurs ont regardé chaque place dans le génome où des groupes méthyliques appelés de groupes chimiques sont joints. Ils ont confirmé que ces neurones induits ont des epigenomes qui apparient des neurones dans le cerveau.
« Cette recherche a été faite en cellules de souris, mais nous planification pour employer la même technologie pour étudier les neurones induits effectués avec des cellules humaines, » explique Ecker, qui est directeur du laboratoire génomique de l'analyse de Salk et un chercheur de Howard Hughes Medical Institute. Régimes d'Ecker à collaborer également avec des collègues pour appliquer la technologie pour regarder des cellules humaines pour comprendre mieux le déclin cognitif relatif à l'âge.