‚Organoids‘, die mimik die Entwicklung von Rückenmark, die dabei helfen könnten, die Forschung und Entwicklung von Medikamenten für neurodegenerative Erkrankungen wie die Spinale Muskelatrophie und die Amyotrophe Lateralsklerose.
Forscher von A*STAR ‚ s Institute of Molecular and Cell Biology (IMCB), mit Kollegen in Singapur und China, haben sich erfolgreich entwickelt, Wirbelsäulen-organoids von pluripotenten Stammzellen von gesunden Menschen und von Patienten mit spinalen Muskelatrophie (SMA).
„Wir sind eines der ersten Labore zu berichten, die Bildung der Wirbelsäule organoids“, sagt IMCB principal investigator Shi-Yan Ng. „Unsere Studie stellt eine neue Methode für die Kultivierung der menschlichen Wirbelsäule-Rückenmark-wie Gewebe, das könnte entscheidend sein für die zukünftige Forschung.“
Die Stammzellen wurden überredet, in Differenzierung in Rückenmark Vorläuferzellen mit einem chemischen cocktail. Sie wurden dann eingekapselt in ein gel, das Reich an extrazellulärer matrix. Die Wirbelsäule organoids, die letztlich entwickelt, die gezeigt Merkmale für die Entwicklung von Rückenmark, mit den verschiedenen Arten von Zellen, einschließlich der motorischen Neuronen, die Nervenzellen, senden Nervenimpulse aus dem Gehirn oder Rückenmark Skelettmuskulatur; Neuronen, die übertragung von Impulsen zwischen Nervenzellen; und Astrozyten, sternförmigen Zellen, die unterschiedliche support-Funktionen innerhalb des Nervensystems.
SMA ist eine degenerative Erkrankung der motorischen Nervenzellen, die vor allem Kinder betrifft. Es ist verursacht durch eine gen-mutation, die dazu führt, dass ein protein-Mangel betrifft die spinalen motorischen Neuronen, verursacht Nerven-degeneration, die in der Skelettmuskulatur, verhaftet kindheit Entwicklungs-Meilensteine, Lähmung und schließlich, in schweren Fällen, die zum vorzeitigen Tod. Noch viel gelernt werden, wie diese Krankheit entsteht und wie es behandelt werden könnten.
Einige Studien haben gezeigt, dass die Krankheit konnte beginnen in den frühen Stadien der embryonalen motorischen Nerv Entwicklung. Ng und Ihr team verglichen die Entwicklung der motorischen Nervenzellen in Ihrem Rückenmark organoids gebildet von gesunden Menschen und von Patienten mit SMA. Sie fanden heraus, dass Motorische Nervenzellen entwickelt, die ähnlich in beiden Arten von organoid, bis Sie vollständig gebildet wird, um Tag 35. Zwischen Tag 28 und 35, die motorischen Nervenzellen in der SMA-Spinale organoids begann zu degenerieren. Dieser Befund impliziert, dass SMA kann nicht sein, eine Krankheit, die geschieht, während der Nerv Entwicklung wie bereits vorgeschlagen.
Weitere Untersuchungen zeigten, dass das protein-Mangel, der dazu führt, SMA Ursachen motorischen Nervenzellen—die sich normalerweise nicht teilen zu beginnen, die Aufteilung wieder, die letztlich zu Ihrem Tod. Wenn die Forscher einen kleinen molekularen inhibitor zu blockieren, eine Gruppe von Enzymen, die bei der Auslösung dieses „re-entry of the cell cycle“, einer größeren Anzahl von motorischen Neuronen, die in der Lage waren zu überleben.
„Wir glauben, dass einige Neuronen Wiedereintritt in den Zellzyklus als Mittel zur überwindung zellulärer stress“, sagt Ng. „Andere Publikationen berichtet, dass Neuronen in anderen neurodegenerativen Erkrankungen, wie Alzheimer-Krankheit, die auch re-geben Sie den Zellzyklus.“
Das team die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wirbelsäule organoids könnte verwendet werden, um die Studie die Entwicklung der spinalen Muskelatrophie und anderen motor-neuron-Erkrankungen. Sie könnten auch eine Rolle spielen, Medikament testen, bevor klinische Studien an Patienten.
Das team der Wirbelsäule organoids Reich waren in der motorischen Neuronen, aber es fehlte die sensorischen Neuronen, das heißt, Sie können nicht benutzt werden für die Untersuchung der sensorischen-motor-verbindungen.