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 вызывает боль в животе?

В медицине описано огромное количество состояний, при которых встречается сильная боль в животе, они объединены научным термином «острый живот». Воспаление органов брюшной полости требует немедленного операционного вмешательства. По частоте случаев можно выделить: острый аппендицит; воспалительные явления в желчном пузыре (холецистит); воспаление поджелудочной железы (панкреатит). Самой нежелательной причиной болей является острый перитонит – воспаление брюшины, как…

Почему болит колено при сгибании?

Коленные суставы подвержены износу из-за их постоянного движения. Это может привести к боли, отеку и ограниченному движению сустава. Боль в колене при сгибании могут спровоцировать разные факторы, однако, наиболее часто причиной становятся поврежденные мениски. Колено состоит из костей, хрящей и связок. Коленный сустав — один из самых важных суставов, который используется для поддержки всего веса…

Что такое колостомия?

Колостомия — это хирургическая процедура, при которой конец толстой кишки присоединяется к брюшной стенке, а в месте крепления проделывается отверстие. К отверстию прикрепляется мешок. Так, отходы или фекалии из толстой кишки могут собираться в сумке. Этот мешок называется мешком стомы или калоприемником. Эта хирургическая процедура проводится для отвлечения движения стула и, таким образом, позволяет кишечнику…

Зачем нужен аппендикс?

Аппендикс представляет собой небольшую тонкую «трубку», расположенную на стыке тонкой и толстой кишок. Этот придаток также упоминается как вермифальное дополнение или дополнение для слепой кишки. Функция вермифального приложения всегда была для людей загадкой. Тем не менее, все мы слышали об «аппендиците», который является состоянием переполнения аппендикса. Многим людям аппендикс был удален хирургическим путем из-за инфекции….

Современная израильская медицина развивается быстрыми темпами. По количеству изобретений и внедренных уникальных технологий медицина этой крошечной по размерам страны соперничает с крупными мировыми державами. Клиники в Израиле успешно конкурируют с медицинскими центрами Европы и Америки. Благодаря новейшим технологиям врачи Израиля могут побеждать болезни, ранее считавшиеся неизлечимыми, такими как патологии головного и спинного мозга. Одним из…