29 апреля 2013

Трансплантация стволовых клеток восстанавливает способность к запоминанию и обучению у мышей

Трансплантация стволовых клеток восстанавливает способность к запоминанию и обучению у мышей

Впервые человеческие эмбриональные стволовые клетки были трансформированы в нервные клетки, которые помогли мышам восстановить способность к познанию и запоминанию. Исследование ученых Висконсинского университета в Мэдисоне является первым исследованием, которое показало, что человеческие стволовые клетки могут успешно имплантироваться в головной мозг и способствовать излечению неврологических расстройств, как говорит старший автор исследования Су-Чун Чжан, профессор неврологии.

Оказавшись в головном мозге мышей, имплантированные стволовые клетки формируют два распространенных, жизненно важных типа нейронов, которые связаны с веществами ГАМК (гамма-аминомасляной кислотой) и ацетилхолином. «Эти два типа нейронов имеют отношение к формированию множества моделей человеческого поведения, эмоций, способности к познанию, памяти, формированию привыкания и многим другим психиатрическим аспектам», — говорит Чжан.

Человеческие эмбриональные стволовые клетки были культивированы в лаборатории с использованием химических веществ, которые известны способностью поддерживать трансформацию в нервные клетки – над разработками в этой области профессор Чжан работает уже в течение 15 лет. Также использовались специально выведенные мыши, которые не отторгают трансплантаты от других видов. После трансплантации, мыши продемонстрировали гораздо более высокие результаты при прохождении широко применяемых тестов на способность к познанию и память, которые были разработаны для мышей. Например, они более ловко справлялись с тестом водного лабиринта, который подразумевает запоминание расположения скрытой платформы в бассейне с водой.

Исследование началось с преднамеренного повреждения области мозга, которая вовлечена в процессы обучения и запоминания. Как говорит Чжан, для успеха были важны три критерия: местоположение, сроки и чистота клеток. «Развивающиеся клетки мозга получают свои сигналы от ткани, в которой они пребывают, и местоположение в мозге, которое мы выбрали, побуждало эти клетки формировать и ГАМК-нейроны и холинергические нейроны».

Первоначальное повреждение было произведено в области, называемой медиальной перегородкой (medial septum), которая сообщается с гиппокампом посредством ГАМК-нейронов и холинергических нейронов. «Этот канал является основой нашей способности к обучению и запоминанию», — говорит Чжан.

Трансплантируемые клетки, однако, были помещены в гиппокамп (важный центр памяти в головном мозге), т.е. в другой конец упомянутого канала памяти. После того, как клетки были имплантированы, в ответ на химические «указания» мозга, они начали дифференцироваться и связываться с соответствующими клетками в гиппокампе. Как говорит Чжан, этот процесс напоминает восстановление удаленной части телефонного кабеля. Если вам удастся найти правильную линию, мы сможете проложить замещающий кабель с любого конца.

Для исследования, опубликовано которое было в текущем номере журнала Nature Biotechnology, Чжан и первый автор исследования Ян Лю, постдокторант в Центре Вайсмана при Висконсинском университете, химическими методами заставили человеческие эмбриональные стволовые клетки начать дифференцироваться в нервные, и затем имплантировали получившиеся промежуточные клетки. Подвергание клеток частичной дифференциации предотвратило формирование нежелательных типов клеток у мышей.

По словам Чжана, гарантия того, что почти все трансплантируемые клетки станут нервными клетками, играет критическую роль. «Это означает, что вы можете прогнозировать, какие клетки получите, а если говорить о применения в лечении в будущем – вы сокращаете вероятность введения стволовых клеток, которые могут образовать опухоли. В ходе многих других экспериментов, связанных с трансплантацией, введение ранних клеток-предшественников приводило к опухолевым разрастаниям. В нашем случае этого не произошло, так как трансплантируемые клетки были чистыми, а их судьба была определенным образом предопределена, поэтому их преобразование во что-то еще было исключено. Мы должны быть уверены в том, что не вводим семена рака».

Восстановление мозга посредством замещения клеток – это своего рода Святой Грааль для трансплантологии стволовых клеток, а оба упомянутых типа клеток критически важны для функционирования мозга, как говорит Чжан. «Холинергические нейроны вовлечены в развитие болезни Альцгеймера и синдрома Дауна, а ГАМК-нейроны имеют отношение к множеству дополнительных расстройств, включая шизофрению, эпилепсию, депрессию и привыкание к чему-либо».

Хотя терапия стволовыми клетками очень заманчива, воспользоваться ее преимуществами вряд ли удастся скоро. Чжан отмечает, что «при многих психиатрических расстройствах неизвестно, в какой части головного мозга идет сбой». Результаты нового исследования, по его словам, скорее найдут немедленное применение в создании моделей для разработки и скрининга новых лекарств.


Источник:
sciencedaily.com



Лечение рака поджелудочной

Рак поджелудочной железы весьма распространен. Лечение рака поджелудочной железы определяется в зависимости от места и стадии рака. Вариант лечения выбирается исходя из возраста и общего состояния здоровья пациента. Лечение рака направлено на удаление рака, когда это возможно, или предотвращение дальнейшего роста опухоли. Если рак поджелудочной железы диагностируется на поздней стадии, и какой-либо вариант лечения по…

Этапы болезни Паркинсона

Болезнь Паркинсона может коснуться каждого. Люди, страдающие болезнью Паркинсона, требуют большой заботы и внимания. Пациенту становится очень неприятно, когда он не может понять других или позаботиться о себе. В это время оказывайте поддержку пациенту. Не сердитесь и не раздражайте пациента, когда он вас не понимает. Говорите четко, положительно и общайтесь с пациентом. Зрительный контакт необходим,…

Расстройства вестибулярной системы

Вестибулярная система может страдать от определенных расстройств, которые варьируются от лабиринтита до доброкачественного пароксизмального позиционного головокружения, которые могут не только влиять на слуховые способности человека, но также приводить к ряду других проблем со здоровьем. Ухо не только обеспечивает слух, но и помогает поддерживать равновесие в нашей повседневной деятельности. В наших ушах есть определенные жидкости, которые…

Наш мозг зависим от информации?

Согласно новому исследованию, человеческий мозг действительно жаждет информации, и этот голод может перерасти в нездоровое поведение теперь, когда у нас есть беспрепятственный доступ к случайной информации. Новое исследование предполагает, что наш мозг может стать зависимым от информации. Люди естественно любопытные существа. Мы постоянно стремимся учиться, исследовать и понимать. Однако, любопытство не всегда может быть положительной…

Забор и хранение пуповинной крови

Пуповинная кровь — источник стволовых клеток. Хранение пуповинной крови рассматривается как наиболее комплексная технология для предотвращения и даже лечения широкого спектра опасных для жизни заболеваний. Пуповина Пуповина — это трубка, которая соединяет растущий плод с плацентой. Его основная функция во время беременности — обмен питательными веществами и кровью между эмбрионом и плацентой. Пуповина полна гемопоэтических…