Utilisant des « mini-cerveaux » pour trouver des effets neurodevelopmental nuisibles d'antidépresseur

Les chercheurs à l'école de Johns Hopkins Bloomberg de la santé publique ont expliqué l'utilisation des « mini-cerveaux » cheminée-cellule-dérivés de trouver des effets secondaires nuisibles d'un médicament commun sur le cerveau se développant. les Mini-cerveaux sont les modèles miniatures d'esprit humain, développés avec des cellules humaines et à peine visibles à l'oeil humain, dont les mécanismes cellulaires imitent ceux de l'esprit humain se développant.

Les scientifiques, qui publieront leurs découvertes le 21 février dans les frontières de la neurologie cellulaire, avaient l'habitude les mini-cerveaux pour déterminer que le paroxetine courant d'antidépresseur supprime l'accroissement des synapses, ou des remarques de lien entre les neurones, et mènent aux diminutions significatives dans une population importante de support-cellule. Paroxetine est vendu sous les marques Paxil et Seroxat, notamment.

Paroxetine, qui peut croiser le placenta dans les femmes enceintes, vient actuel avec une alerte contre l'utilisation dans la grossesse précoce, en grande partie due à un risque connu de défectuosités de coeur et de poumon. Quelques études épidémiologiques également ont proposé que le paroxetine soulève le risque d'autisme. Les découvertes neuves sont pour intensifier des préoccupations au sujet des effets de ce médicament, et d'autres dans son type, sur le cerveau se développant.

Les auteurs d'étude disent que les découvertes proposent que les mini-cerveaux laboratoire-élevés, qu'ils appellent BrainSpheres, soient une bonne alternative à l'expérimentation animale traditionnelle. En particulier, ils peuvent indiquer les médicaments et d'autres produits chimiques qui sont nuisibles à de jeunes cerveaux.

Il y a une préoccupation croissante que nous avons une épidémie des troubles neurodevelopmental, y compris l'autisme, et que ceux-ci pourraient être provoqués par des expositions aux médicaments communs ou à d'autres produits chimiques. Cependant, puisque l'expérimentation animale traditionnelle est si chère, nous n'avons pas pu vérifier correctement cette question. »

Thomas Hartung, DM, auteur de Co-sénior, la présidence et le professeur de Doerenkamp-Zbinden dans le service de la santé environnementale et le bureau d'études et directeur du centre pour des solutions de rechange à l'expérimentation animale à l'école de Bloomberg

Hartung et collègues ont développé les mini-cerveaux pour modéliser le développement du cerveau précoce. Les blocs minuscules du tissu cérébral sont effectués en prenant des cellules à partir des êtres humains adultes, souvent à partir de leur peau, et de les transformer en cellules souche, et puis de pousser biochimiquement les cellules souche pour se développer en jeunes cellules du cerveau. Les mini-cerveaux forment un organisme comme un cerveau rudimentaire pendant quelques mois. Puisqu'ils sont faits de cellules humaines, ils peuvent être pour prévoir des effets sur le cerveau humain ; et parce qu'ils peuvent être fabriqués en série dans le laboratoire, ils sont beaucoup meilleur marché pour fonctionner avec que des animaux.

Un ensemble de toxicologie animale vérifie pour des coûts chimiques uniques environ $1,4 millions en moyenne, la note d'auteurs, qui explique pourquoi l'immense majorité de produits chimiques utilisés en médicaments et d'autres produits de consommation n'ont été jamais vérifiés pour la toxicité. En revanche, le contrôle de toxicité utilisant des mini-cerveaux coûte seulement quelques mille dollars.

Dans l'étude neuve, les scientifiques avaient l'habitude des mini-cerveaux pour déterminer des effets neurodevelopmental de paroxetine. Lui et d'autres antidépresseurs dans son type, connu sous le nom d'ISRS ou inhibiteurs sélectifs du recaptage de la sérotonine, sont parmi les médicaments le plus couramment prescrits du monde, représentant au moins des centaines de millions d'ordonnances annuellement. L'équipe de recherche a exposé des mini-cerveaux à deux concentrations différentes de paroxetine plus de huit semaines pendant que les blocs du tissu se développaient. Les deux concentrations étaient dans la marge thérapeutique pour des taux sanguins du médicament chez l'homme. Dans les expériences, les chercheurs ont également employé deux ensembles différents de mini-cerveaux, chacun dérivé d'une cellule souche différente.

Les scientifiques ont constaté qu'alors que le paroxetine ne semblait pas avoir un effet significatif de neurone-massacre, à la concentration plus élevée il les niveaux réduits d'un synaptophysin appelé de protéine, d'un élément clé et de la borne des synapses par jusqu'à 80 pour cent. Niveaux réduits de Paroxetine de deux autres bornes liées à la synapse aussi bien. De même, l'équipe a observé que paroxetine réduit la conséquence normale des neurites appelées de structures, qui se développent éventuellement en filatures de sortie et succursales fond fond d'entrée des neurones matures. En conclusion, les chercheurs ont noté que les mini-cerveaux paroxetine-exposés ont développé avec jusqu'à 75 pour cent moins oligodendrocytes, les cellules de support qui sont essentielles pour le « câblage » correcte du cerveau, que des contrôles.

Ces effets proposent que le médicament pourrait gêner la formation normale des interconnexions parmi les neurones se développants ; un résultat qui pourrait peut-être être à la base de l'autisme ou d'autres troubles.

L'étude montre également le potentiel plus grand du contrôle basé sur mini de trouver des effets inverses des médicaments sur le cerveau se développant.

« Dans cet état, nous pouvions prouver que le contrôle avec des mini-cerveaux peut indiquer des effets neurodevelopmental relativement subtile, pas simplement évident effectue, d'un produit chimique, » Hartung dit. « Si l'autisme de causes de paroxetine a été une discussion de dix ans, qui ne pourrait pas être arrangée avec les essais sur les animaux ou les analyses épidémiologiques. Ainsi nous voyons des mini-cerveaux comme technologie pour une évaluation plus grande des risques des médicaments communs et des produits chimiques, y compris ceux qui pourraient contribuer à l'épidémie d'autisme. »

Hartung et collègues ont récent reçu une concession de l'Agence de Protection de l'Environnement des États-Unis pour développer leur technologie comme alternative à l'expérimentation animale.

Le « antidépresseur Paroxetine exerce le neurotoxicity de développement dans un modèle iPSC-dérivé de l'esprit humain 3D » a été écrit par Xiali Zhong, Georgina Harris, Lena Smirnova, Valentin Zufferey, Rita de Cássia Danemark Silveira e Sá, Fabiele Baldino Russo, Patricia Cristina Baleeiro Beltrao Braga, Megan Chesnut, Marie-Gabrielle Zurich, Helena Hogberg, Thomas Hartung, et David Pamies.