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



Что нужно знать о мастоидите?

Мастоидит – это заболевание, при котором сосцевидный отросток, расположенный на височной кости, воспаляется. Сам этот отросток выполняет важные функции: к нему прикреплены мышцы, благодаря которым человек может наклонять и поворачивать голову. Если рассматривать сосцевидный отросток с анатомической точки зрения, то он будет представлять собой ни что иное, как костное образование, расположенное непосредственно за ушной раковиной,…

Что нужно знать о синдроме раздраженного кишечника?

Спастический колит – это функциональное заболевание кишечника, одна из форм хронического колита, с характерной хронической болью, из-за спазмов, то есть болевых сокращений мышц в толстом кишечнике. Спастический колит также может обозначаться как синдром раздраженного кишечника. Состояние проявляется дискомфортом, вздутием в области живота и общим нарушением в поведении кишечника. Если это заболевание не лечить, оно приводит…

Чем опасен дефицит фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы? 

Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа является одним из ферментов, необходимых для правильного хода пентозного цикла, во время которого образуются соединения, ответственные за восстановление так называемых свободных радикалов (это определяется антиоксидантным действием). Благодаря этому процессу гемоглобин — белок, транспортирующий кровь, остается неповрежденным и не «слипается». Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы — опасное состояние, требующее врачебного вмешательства. Кроме нарушений, связанных с аномальными изменениям эритроцитов,…

Побочные эффекты стероидов

Анаболические стероиды — это мощные лекарства, которые многие люди принимают в высоких дозах для повышения спортивной результативности. Они помогают наращивать мышечную ткань и увеличивать массу тела, действуя как естественный мужской гормон, тестостерон. Побочные эффекты стероидов затрагивают людей, не соблюдающих дозировку. Более низкие дозы анаболических стероидов иногда используются для лечения очень серьезных заболеваний. Их не следует…

Что нужно знать о Вифероне?

Виферон является лекарственным средством, способным бороться с заболеваниями вирусного характера. Производится препарат в виде таблеток, имеющих желтый цвет. Каждая таблетка покрыта тонким слоем пленки и имеет пулевидную форму. Таблетки пакуются в картонные пачки. Состав Помимо основного вещества, в таблетках также содержатся компоненты, среди которых стоит выделить различные кислоты, а также аскорбат натрия и полисорбат. Дополнительно…