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La découverte de cerveau de grenouille peut préparer le terrain pour réparer des anomalies congénitales chez l'homme

Une étude neuve sur le cerveau de grenouille peut mener aux méthodes novatrices de réparer des invalidités congénitales chez l'homme.

Une équipe de recherche d'université de touffes, d'Universitat De Valence, et d'Université de Harvard a découvert que les cerveaux des embryons se développants de grenouille endommagés par l'exposition de nicotine peuvent être réparés à l'aide des « ionoceuticals » qui peuvent aider dans la guérison des configurations bioelectric dans l'embryon.

L'étude, qui était publiée dans les frontières de tourillon de la neurologie cellulaire, met en valeur la possibilité de stratégies de demande de règlement basées sur remettre le modèle ou le plan bioelectric pour le développement embryonnaire. L'étude peut préparer le terrain pour développer des médicaments et des traitements pour aider des anomalies congénitales de réglage à l'avenir.

Des défectuosités induites de nicotine dans le cerveau d
Des défectuosités induites de nicotine dans le cerveau d'embryon de grenouille (centre) peuvent être sauvées en transplantant un HCN2 exprimant la correction sur l'embryon loin du cerveau. On observe des embryons traités pour avoir la morphologie normale et le fonctionnement de cerveau (droits). La vue de la tête normale d'embryon est montrée à la gauche. Des résultats similaires sont vus quand des embryons nicotine-exposés sont traités avec des médicaments ionoceutical. (FB = cerveau antérieur ; Mb = mésencéphale ; HB = crédit d'image de hindbrain) : Vaibhav Pai, université de touffes

Quelles sont les configurations bioelectric ?

Signes Bioelectrical parmi des cellules contrôle et le développement du cerveau embryonnaire de guide. Les études précédentes ont prouvé que manipuler ces signes peut réparer des anomalies génétiques et induire le développement du tissu cérébral sain.

Dans une étude publiée dans le tourillon de la neurologie en 2015, les mêmes scientifiques ont indiqué que la signalisation bioelectric règle l'activité de la cellule deux reprogrammant les facteurs, qu'ils ont vérifiés sur les embryons de grenouille griffés par Africain.

L'équipe a constaté que les cellules communiquent même dans les longues distances dans l'embryon à l'aide des signes bioelectrical. Les cellules emploient cette caractéristique pour savoir où former un cerveau et grand les cerveaux devraient être.

Les découvertes de leur étude actuelle ont été basées sur leur recherche précédente sur les signes bioelectric.

Effets de nicotine sur le cerveau

Maintenant, l'équipe a visé à voir comment les signes bioelectric peuvent aider à réparer le cerveau endommagé par la nicotine.

La nicotine est un stimulant et un alcaloïde efficace de parasympathomimetic qui est naturellement produit dans la famille de morelle des centrales. La nicotine est hautement provoquant une dépendance. Elle est l'un des médicaments le plus couramment maltraités. L'utilisation thérapeutique primaire de la nicotine traite la dépendance de nicotine pour éliminer le fumage.

Des études plus tôt ont prouvé que la nicotine peut perturber les configurations électriques normales dans le cerveau d'un embryon croissant. On l'a constaté qu'il peut réduire le contraste du modèle bioelectric, qui est un plan de différents niveaux de tension autour des cellules. Ce plan facilite et guide la configuration et l'accroissement des organes et des tissus.

La nicotine chez l'homme a été attachée aux effets sur la santé variés, y compris la mort foetale intra-utérine, le trouble d'hypersensibilité de déficit d'attention (ADHD), la mort subite du nourrisson, et d'autres déficits de fonction cognitive. Elle peut également affecter la mémoire et les capacités apprenantes du mineur.

Découvertes d'étude

Dans l'étude, les chercheurs ont appliqué la nicotine aux embryons se développants de grenouille pour produire des défectuosités neurales. Ils veulent déterminer les interventions spécifiques qui peuvent renverser les effets néfastes du produit chimique. Dans l'étude précédente, l'équipe a recensé un élément spécifique dans la signalisation électrique naturelle qui règle le développement du cerveau - le channel-2 nucléotide-déclenché par répétition hyperpolarisation-activé (HCN2), qui pouvait remettre les configurations bioelectric.

En 2015, l'équipe a essayé de réparer les défectuosités à l'aide d'un type de thérapie génique qui modifie l'expression de HCN2. Cependant, dans l'étude actuelle, aucun gène n'a été employé. Au lieu de cela, l'équipe a constaté que les mêmes effets peuvent être réalisés à l'aide des médicaments de petite molécule pour stimuler les glissières HCN2 qui sont déjà présentes à l'intérieur de l'embryon. Ensuite, l'équipe a expliqué qu'elles peuvent remettre à l'état initial l'information de structuration électrique qui surveille le développement du cerveau d'un site distant sur l'embryon.

Michael Levin, l'auteur d'étude, et un professeur de Vannevar Bush de biologie à l'université de touffes a dit que l'étude est une découverte en évitant des anomalies du tube neural et des anomalies congénitales dans les embryons. De plus, il a ajouté que quand l'équipe a amplifié l'expression de HCN2 à une distance du cerveau, comme dans des régions non-neurales, ils pouvaient encore éviter ou réparer les défectuosités dans le cerveau.

« Les directives d'établir entièrement développé animal, y compris des organes aussi complexes que le cerveau, sont distribuées parmi toutes les cellules de l'embryon. Ces résultats proposent que nous ne pourrions pas devoir viser la région endommagée directement, et nous pouvons employer des médicaments au lieu de la manipulation génétique, qui ouvre beaucoup d'opportunités pour le déploiement biomédical, » Levin avons ajouté.

Médicaments thérapeutiques qui ont activé HCN2

Les découvertes de l'étude ont abouti les scientifiques à penser qu'il peut y a un médicament qui a activé HCN2. Elles peuvent employer le médicament pour éviter des défectuosités dans l'embryon.

Actuellement, deux médicaments peuvent activer HCN2 - gabapentine, et lamotrigine. Ils sont déjà approuvés par le FDA et sont sûr-à-utilisation.

Pour évaluer leur hypothèse, l'équipe a exposé les embryons à la nicotine et les a traités avec des médicaments pendant les étapes variées du développement embryonnaire.

L'équipe a découvert que cela 68 pour cent des têtards qui n'ont pas été traités avec des médicaments ont eu des défectuosités de cerveau. D'autre part, les embryons qui ont été traités avec l'un ou l'autre des médicaments ont eu une réduction de défectuosités de cerveau. Environ seulement 10 pour cent des grenouilles traitées avec le lamotrigine et 16 pour cent de ceux traités avec la gabapentine a eu des défectuosités de cerveau.

« Nos résultats et modèle quantitatif recensent un mécanisme de contrôle morphogénétique puissant qui pourrait être visé par le futur médicament régénérateur exploitant les médicaments de modulation de canal ionique reconnus pour l'usage humain, » l'équipe conclue dans l'étude.

Journal references:
  • Pai, V.P. Lemire, J.M., Pare, J.F.,Lin, G., Chen, Y., and Levin, M. (2015) Endogenous Gradients of Resting Potential Instructively Pattern Embryonic Neural Tissue via Notch Signaling and Regulation of Proliferation. Journal of Neuroscience. https://www.jneurosci.org/content/35/10/4366
  • Pai, V., Cervera, J., Mafe, S., Willocq, V., Lederer, E., and Levin, M. (2020). HCN2 Channel-Induced Rescue of Brain Teratogenesis via Local and Long-Range Bioelectric Repair. Frontiers in Cellular Neuroscience. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fncel.2020.00136/full
Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She is currently completing her Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and worked as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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