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La maturation des organoids de « mini cerveau » apparie le développement d'esprit humain

Une étude neuve de l'UCLA et des chercheurs d'Université de Stanford constate que les organoids de « mini cerveau cellule-dérivés par cheminée humaine en trois dimensions » peuvent mûrir en quelque sorte qui est de façon saisissante assimilé au développement d'esprit humain.

Pour l'étude neuve, publié dans la neurologie de nature 22 février, le M. Daniel Geschwind d'auteurs de sénior de l'UCLA et le M. Sergiu Pasca de l'Université de Stanford a réalisé l'analyse génétique considérable des organoids qui avaient été développés pendant jusqu'à 20 mois dans une assiette de laboratoire. Ils ont constaté que ces organoids 3D suivent une horloge interne qui guide leur maturation en phase avec la chronologie du développement humain.

« C'est nouveau - ; Jusqu'ici, personne n'a élevé et a caractérisé ces organoids pour ce laps de temps, ni montré ils récapituleront le développement d'esprit humain dans un environnement de laboratoire pour la plupart, » a dit Geschwind, DM, PhD, MacDonald a discerné le professeur en génétique humaine à l'École de Médecine de David Geffen à l'UCLA, au membre du centre grand d'Eli et d'Edythe du médicament régénérateur et de la recherche de cellule souche à l'UCLA, et au doyen d'associé principal et associe le chancelier vice et le directeur de l'institut pour la santé de précision à l'UCLA.

« Ce sera une poussée importante pour l'inducteur. Nous avons prouvé que ces organoids peuvent mûrir et reproduire beaucoup d'aspects de développement humain normal - ; leur effectuant un bon modèle pour étudier la maladie humaine dans une assiette, » il a dit.

Des organoids d'esprit humain sont produits utilisant les cellules souche pluripotent induites, également connues sous le nom de cellules d'IPS, qui sont dérivées de la peau ou des globules sanguins qui ont été reprogrammées de nouveau à une condition comme une cellule de cheminée embryonnaire permettant à des scientifiques de produire n'importe quel type de cellules.

Ces cellules d'IPS sont alors exposées à un mélange spécialisé des produits chimiques qui les influence pour produire la cellule d'une certaine région du cerveau. Avec du temps et les bonnes conditions, les cellules auto-dispensent pour produire les structures 3D qui reproduisent loyalement plusieurs aspects de développement d'esprit humain.

Les organoids cellule-dérivés par cheminée humaine ont le potentiel de révolutionner la pratique du médicament en donnant à des chercheurs des analyses sans précédent dans la façon dont les organes complexes - comprenant le cerveau - se développent et répondent à la maladie.

Pendant plusieurs années, les chercheurs avaient élevé des organoids d'esprit humain pour étudier des troubles neurologiques et neurodevelopmental humains, tels que l'épilepsie, l'autisme et la schizophrénie.

L'installation de ces modèles a été gênée par l'opinion répandue que les cellules qui composent ces organoids pour demeurer collé dans une condition de développement analogue aux cellules vues à l'étude la croissance foetale. L'étude prouve qu'il peut être possible d'élever les cellules à une maturité qui permettra à des scientifiques d'améliorer les maladies d'adulte-début d'étude, telles que la schizophrénie ou la démence.

Il y a intérêt énorme pour des modèles de cellule souche de la maladie humaine. Ce travail représente une étape importante en montrant quels aspects de développement d'esprit humain sont modélisés avec le plus de haute fidélité et quels gènes spécifiques se comportent in vitro bon et quand mieux pour les modéliser. Également important, nous fournissons un cadre basé sur des analyses génomiques impartiales pour évaluer à quel point les modèles in vitro modélisent in vivo le développement et le fonctionnement. »

Geschwind, DM, PhD, MacDonald a discerné le professeur, génétique humaine, l'École de Médecine de David Geffen, UCLA

Les auteurs fournissent également un outil GECO appelé qui permet à des chercheurs de parcourir leurs gènes d'intérêt pour la fidélité de mesure entre in vitro et in vivo cerveau.

« Nous prouvons que ces organoids du cerveau 3D suivent une horloge interne, qui progresse dans un environnement de laboratoire en parallèle à ce qui se produit à l'intérieur d'un organisme vivant, » avons dit le premier l'auteur Aaron Gordon, PhD, un Doc. de goujon dans le laboratoire de Geschwind à l'École de Médecine de David Geffen à l'UCLA. « C'est une conclusion remarquable - ; nous prouvons qu'ils atteignent la maturité postnatale environ pendant 280 jours dans la culture, et ensuite cela commencent à modéliser des aspects du cerveau infantile, y compris les changements physiologiques connus de la signalisation de neurotransmetteur. »

Source:
Journal reference:

Gordon, A., et al. (2021) Long-term maturation of human cortical organoids matches key early postnatal transitions. Nature Neuroscience. doi.org/10.1038/s41593-021-00802-y.