I nuovi pazienti del colpo di guide di terapia genica sviluppano i nuovi neuroni

Il colpo ischemico è una circostanza in cui le parti del cervello perdono la loro offerta di sangue, causante il danno del nervo. Una volta che il tessuto cerebrale soffre il danno irreparabile, il paziente avvertirà l'inabilità o la morte irreversibile, secondo le dimensioni di perdita di un neurone. Tuttavia, le celle glial che circondano i neuroni sono attivate dalla lesione e si moltiplicano. Ora, gli scienziati hanno scoperto come inserire i geni nelle celle glial per convertirle in neuroni, così rimpiazzando alcune delle celle di funzionamento perse per migliorare le funzioni di motore.

Ci sono circa 86 miliardo neuroni nel cervello, ma miliardi di loro possono essere persi con un colpo moderato di taglia. Circa 800.000 nuovi colpi si presentano ogni anno negli Stati Uniti da solo. Il bisogno è di rigenerare le nuove cellule cerebrali per sostituire quei che muoiano, almeno parzialmente. Ciò è il solo modo conosciuto riparare le funzioni di motore che sono state alterate o si distrutte da un colpo o dall'altro trauma cranico.

Immagine dei neuroni che (rossi) sono stati convertiti dalle celle glial facendo uso di nuova terapia genica di NeuroD1-based in un cervello colpo-danneggiato del mouse. Credito: Laboratorio di Chen, Penn State
Immagine dei neuroni che (rossi) sono stati convertiti dalle celle glial facendo uso di nuova terapia genica di NeuroD1-based in un cervello colpo-danneggiato del mouse. Credito: Laboratorio di Chen, Penn State

I più vecchi approcci hanno contato sulle cellule staminali neurali (NSCs) ed hanno trapiantato le celle neurali del progenitore (NPCs) dall'esterno. Mentre gli ultimi hanno mostrato la promessa, non hanno prodotto una terapia clinica. L'uso di NSCs piombo soltanto a produzione astroglial reattiva piuttosto che i neuroni. Inoltre, NSCs dall'esterno dell'organismo piombo ai vari fenomeni di immunità a causa della loro identità immune. I vari prodotti chimici che inducono la crescita neurale egualmente sono stati usati.

Il gong Chen del ricercatore dice, “il più grande ostacolo per la riparazione del cervello è che i neuroni non possono rigenerarsi. Molti test clinici per il colpo sono venuto a mancare durante i parecchi decenni passati, in gran parte perché nessuno di loro possono rigenerare abbastanza nuovi neuroni per riempire i neuroni persi.„

In questo nuovo studio, i ricercatori hanno usato un nuovo metodo: hanno catturato le celle glial, la cella più abbondante digitano dentro il cervello. Queste celle glial hanno funzioni complementari ed immuni. Sono trovate intorno a tutti i neuroni in tutte le posizioni del cervello. Rimangono capaci di divisione cellulare e di rigenerazione ed infatti, attivamente agisca in tal modo per guarire il cervello dopo una lesione. Ciò è come le cicatrici glial sono formate nel cervello dopo il trauma.

Qui, Chen ed il suo gruppo hanno lavorato alle celle glial già nel cervello, quei che vicino i neuroni morti, trasformarle nelle cellule nervose invece. La spiegazione razionale è che i vicini glial di un neurone probabilmente provengono dallo stesso tipo delle cellule, rendente la conversione più facile.

La ricerca più iniziale dallo stesso gruppo aveva indicato come un gene che codifica un fattore di trascrizione neurale ha chiamato NeuroD1 ha agito per trasformare il glia del mouse nei neuroni del mouse, con attività nervosa funzionale, dentro i cervelli dei modelli del mouse con il morbo di Alzheimer. A proposito è stato chiamato “un gene a terapia cellulare basata a terapia.„ Tuttavia, soltanto alcune celle sono state convertite con successo. La ragione per questa era il ineptness del vettore retroviral usato per consegnare il gene terapeutico nel cervello.

Questa volta intorno, hanno optato per il vettore virale di AAV, che è stato utilizzato in una miriade di simili esperimenti con la grande efficacia. Infetta sia la divisione che la non divisione delle celle con alta efficacia. Il gene è stato caricato nel AAV e così è stato inserito nella corteccia di motore dei cervelli dei mouse che avevano sofferto un colpo, ad un post-colpo dai 10 giorni, quando il astrocytosis reattivo è stato indicato per accadere.

Questo sistema è stato sviluppato per permettere all'espressione dei livelli elevati o significativi di NeuroD1 nelle aree danneggiate, specificamente interno le celle glial diformazione, così trasformandole nelle cellule nervose invece. Ciò significa che il numero dei neuroni di funzionamento nello scatto danneggiato di area su ed alleviato la perdita di tessuto cerebrale dovuto il colpo. In generale, il gruppo ha osservato che un terzo dei neuroni morti è stato sostituito da astroglia convertito, mentre un altro un terzo era protetto contro la lesione. Ciò ha aiutato il ripristino nervoso adottivo in gran parte. La conversione è stata confermata dalle tecniche d'ordinamento e dalle procedure immunostaining. Le prove del motore come alimento appallottolano il recupero e la camminata di griglia è stata realizzata sia prima e dopo la lesione ischemica che ha mostrato un ripristino significativo della funzione di nervo a 80% o più del livello di pre-lesione.  

I nuovi neuroni erano sorprendente simili a quei vecchi, che sembra indicare che il tipo di cella quale provoca le influenze di glia il tipo di neuroni si formasse dal glia convertito.

Ancora migliore, i neuroni formati di recente realmente funzionano mentre sono supposti a, generando i potenziali d'azione (impulsi nervosi) e raggiungendo fuori per formare le connessioni con altri neuroni “originali„ nelle reti sinaptiche. Coltivano gli assoni lunghi nella giusta direzione per raggiungere e stabilire il contatto con le cellule bersaglio appropriate e complessivamente, il trattamento contribuisce ad accelerare il ripristino delle funzioni di motore nel mouse danneggiato.

Nel frattempo, un esperimento di collaborazione stava mettendo la terapia genica NeuroD1 con i sui passi in un modello del ratto dopo la sofferenza del colpo. Qui anche, la conversione del glia ai neuroni ha provocato un miglioramento nelle emissioni conoscitive o in relazione con il pensiero che sono state causate dal colpo.

Un altro vantaggio è che anche i 10 giorni dopo la lesione ischemica, la conversione efficiente del astrocyte può accadere, estendendo il ventaglio di opportunità per il trattamento per i pazienti nelle posizioni remote, o regioni sottosviluppate, per esempio. Le celle di Glial sono onnipresente nel cervello, permettendo una sorgente abbondante delle celle che possono essere usate per rigenerare i neuroni.

Un altro ricercatore, Yuchen Chen, dice, “Poiché le celle glial sono dappertutto nel cervello e possono dividersi per rigenerarsi, il nostro studio fornisce il proof of concept che le celle glial nel cervello possono essere spillate per rigenerare i nuovi neuroni funzionali per la riparazione del cervello non solo per il colpo ma anche per molti altri disordini neurologici che provocano la perdita di un neurone. Il nostro punto seguente è più ulteriormente di verificare questa tecnologia ed infine di tradurrla in terapie clinicamente efficaci per avvantaggiare milioni di pazienti universalmente.„

Il documento è comparso online nella terapia molecolare del giornale.

Journal reference:

A NeuroD1 AAV-based gene therapy for functional brain repair after ischemic injury through in vivo astrocyte-to-neuron conversion. Yu-Chen Chen, Ning-Xin Ma, Zi-Fei Pei, Zheng Wu, Fabricio H. Do-Monte, SusanKeefe, Emma Yellin, Miranda S. Chen, Jiu-Chao Yin, Grace Lee, Angélica Minier-Toribio, Yi Hu, Yu-Ting Bai, Kathryn Lee, Gregory J. Quirk, & Gong Chen. Molecular Therapy (2019). https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2019.09.003

Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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