Клайв Свендсен, университета Висконсина-Мадисона, возможно, не был более счастливым, когда нейроны начали умирать в его блюдах лаборатории. Клайв и команда создали признаки генетического отклонения в лаборатории с помощью стволовых клеток, полученных от пациента. Умирающие клетки были тем же типом, потерянным у больных со спинальной мышечной артрофией, разрушительным неврологическим расстройством.
Другими словами, генная болезнь была воссоздана в лаборатории учеными.Если исследователи могут наблюдать, что развитие болезни разворачивает в блюде лаборатории, они находятся гораздо дальше по пути к способности изучить и развить новое лечение для генетических заболеваний.Вы можете читать об этом в журнале Nature.
Свендсен и др. в Висконсинском университете в Мадисоне и университете Миссури-Колумбии генетически повторно запрограммировал клетки кожи от пациента с SMA (спинальная мышечная артрофия) и создал определенные для болезни стволовые клетки. SMA является наиболее распространенной генетической причиной младенческой смертности – мутация вызывает смерть нервов, управляющих скелетными мышцами, приводя к мышечной слабости, параличу, и в конечном счете смерти. Немного пациентов живут вне возраста двух лет.Генетическое перепрограммирование клеток кожи, сначала сообщило в конце 2007 года биологами стволовой клетки Висконсинского университета в Мадисоне Джеймсом Томсоном и Джунаингом Ю и японской группой во главе с Синьей Яманакой, возвращает развивающиеся часы клеток и возвращает их к как будто эмбриональному состоянию, от которого они могут стать любым из 220 различных типов клетки тела.
Заканчивающиеся вызванные плюрипотентные стволовые клетки, известные как клетки IPS, используют чистый сланец развивающийся потенциал эмбриональных стволовых клеток без эмбриона и были объявлены как сильный потенциальный способ изучить развитие и болезнь. (Плюрипотентная клетка может создать все типы клетки за исключением дополнительной эмбриональной ткани).Свендсен, профессор анатомии и неврологии, Медицинской школы Висконсинского университета в Мадисоне и Здравоохранения и Центра Вэйсмена, и Соруководитель Стволовой клетки и Регенеративного Центра Медицины, сказал, «Когда ученые изучают болезни у людей, они могут обычно только смотреть на ткани, затронутые после смерти, и затем пытаться удаться – как та болезнь происходила? Это немного походит на полицию, прибывающую на месте действия дорожного происшествия – автомобиль в канаве, но они не знают, как это добралось там или причина его.
Теперь Вы можете переиграть человеческую болезнь много раз в блюде и спросить, что является очень ранними шагами, начавшими процесс. Это – невероятно мощный новый инструмент».
В этом исследовании ученые создали клетки IPS из сохраненных клеток кожи молодого пациента с SMA, и также сохранили клетки кожи его матери. У матери нет SMA. Клетки были тогда выращены в лаборатории. Команда развила новый метод, чтобы эффективно заставить их производить большие количества мотонейронов.
Мотонейроны являются клетками, управляющими нашими мышцами – самые клетки, затронутые в SMA.Сначала мотонейроны процветали в обоих образцах. Однако после месяца Свендсен объясняет, что «несчастный случай начал происходить». Мотонейроны, произошедшие из полученных пациентами клеток, начали исчезать. «Мотонейроны, мы начали умирать в культуре, точно так же, как они делают при болезни.
Это – первая проверка человеческой болезни, которую мы смоделировали в блюде культуры», объяснил Свендсен.Ученые могут теперь анализировать то, что разрушает мотонейроны и почему просто эти клетки предназначены в SMA.Предыдущие исследования, чтобы идентифицировать эффекты SMA-порождения мутации обычно полагались на легко получаемые клетки кожи, не затронутые в SMA и не предлагающие большого понимания, как и почему мотонейроны умирают, говорит исследователь Висконсинского университета в Мадисоне Аллисон Эберт, ведущий автор на новом исследовании.
Ebert объясняют, «Если мы начинаем понимать больше механизма того, почему мотонейроны, специфично затронутые при болезни, умирают, тогда потенциально новые методы лечения могут быть развиты, чтобы вмешаться в определенные времена рано в развитии». Ограничены существующие варианты лечения SMA, и нет никакого лечения.Ebert указывает, что полученные пациентами клетки IPS могут предложить научные преимущества перед другими подходами, включая эмбриональные стволовые клетки, для изучения болезни. Исследователи могут теперь, в действительности, смотреть разворачивание несчастного случая, уже произошедшего, и известный исход болезни – курс и серьезность болезни пациента.
Это должно помочь им понять, как изменения, которые они видят в клетках, вписываются в большую картину болезни.Эксперт SMA Кристиан Лорсон, профессор ветеринарной патологии в MU и авторе на бумаге, сказал, что «Развитие полученных человеком мотонейронов SMA является важным шагом вперед для области SMA, тем более, что множество терапевтических проспектов исследуется. Быть в состоянии исследовать терапевтическую активность в этих клетках, представляет ли это быть новыми препаратами, вирусными векторами, олигонуклеотидами или лучшим пониманием патологии болезни, IPS мотонейроны SMA превосходный связанный с болезнью контекст».Пока сложные и поздно совершающие нападки нарушения, такие как болезнь Альцгеймера и болезни Паркинсона будут более трудными к модели с клетками IPS, ученые говорят, что подход должен проложить путь к исследованиям других генетических отклонений, таким как болезнь Хантингтона. «Мы должны найти лучшие способы смоделировать сложные человеческие болезни, которые трудно воспроизвести у животных», говорит Свендсен. «клетки IPS представляют многообещающий новый инструмент исследования, чтобы достигнуть этой цели».
Он кредитует Стволовую клетку Висконсинского университета в Мадисоне и Регенеративный Центр Медицины с облегчением работы, особенно путем привлечения экспертных знаний Ю и Thomson, ведшего метод, чтобы создать клетки IPS, используемые в этом исследовании. «Это – пример того, как центр работает, чтобы сотрудничать в кампусе и от кампуса, чтобы принести эти виды вещей к осуществлению», говорит он.Источник – университет Висконсина-Мадисона