Нервные клетки, произведенные этим новым методом, показывают те же самые функциональные особенности как зрелые клетки, найденные в теле, делая их намного лучшими моделями для исследования возрастных болезней, такими как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, и для тестирования новых наркотиков.В конечном счете техника могла также использоваться, чтобы произвести зрелые нервные клетки для трансплантации в пациентов с диапазоном нейродегенеративных заболеваний.Учась, как форма нервов у развивающихся головастиков, исследователи из Кембриджского университета смогли определить способы ускорить клеточные процессы, которыми назревают человеческие нервные клетки. О результатах сообщают в выпуске 27-го мая разработки журналов.
Стволовые клетки – наши базовые ячейки, которые могут развиваться в почти любой тип клетки в теле. В стволовой клетке есть механизмы, которые говорят ее, когда разделиться, и когда прекратить делиться и преобразовать в другой тип клетки, процесс, известный как клеточная дифференцировка.
Несколько лет назад исследователи решили, что группа белков, известных как транскрипционные факторы, которые найдены во многих тканях всюду по телу, регулирует оба механизма.Позже, было найдено, что, добавляя эти белки к клеткам кожи, они могут быть повторно запрограммированы, чтобы сформировать другие типы клетки, включая нервные клетки. Эти клетки известны как вызванные нейроны, или в клетках.
Однако этот метод производит низкое количество клеток и тех, которые произведены, не полностью функциональны, который является требованием, чтобы быть полезными моделями болезни: например, корковые нейроны для удара или мотонейроны для болезни мотонейрона.Кроме того, для возрастных болезней, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, оба из которых затрагивают миллионы международных, зрелых нервных клеток, которые показывают те же самые особенности, поскольку найденные в теле крайне важны, чтобы увеличить понимание болезни и в конечном счете определить лучший способ рассматривать его.«Когда Вы повторно программируете клетки, Вы по существу преобразовываете их от одной формы до другого, но часто клетки, с которыми Вы заканчиваете, похожи, они происходят из эмбрионов вместо того, чтобы смотреть и действовать как более старые взрослые клетки», сказала доктор Анна Филпотт из Отдела Онкологии, которая привела исследование. «Чтобы увеличить наше понимание болезней как болезнь Альцгеймера, нам необходимо работать с клетками, которые смотрят и ведут себя как те, Вы видели бы в пожилых людях, которые заболели болезнью, таким образом произведя больше ‘взрослых’ клеток после того, как перепрограммирование действительно важно».Управляя сигналами, которые транскрипционные факторы посылают в клетки, доктор Филпотт и ее сотрудники смогли способствовать клеточной дифференцировке и созреванию, даже в присутствии противоречивых сигналов, которые направляли клетку, чтобы продолжить делиться.
Когда клетки делятся, транскрипционные факторы изменены добавлением молекул фосфата, процессом, известным как фосфорилирование, но это может ограничить, как хорошо клетки могут преобразовать в зрелые нервы. Однако техническими белками, которые не могут быть изменены фосфатом и добавлением их к клеткам человека, исследователи нашли, что они могли произвести нервные клетки, которые были значительно более зрелыми, и поэтому более полезными как модели для болезни, такие как болезнь Альцгеймера.Кроме того, очень похожие механизмы управления белка работают, чтобы назреть важные клетки в других тканях, таких как островки Лангерганса, тип клетки, который не функционирует эффективно при диабете 2 типа.
А также делая более зрелые нервы, лаборатория доктора Филпотта теперь использует подобные методы, чтобы улучшить функцию производящих инсулин клеток поджелудочной железы для будущих терапевтических применений.«Мы нашли, что мало того, что Вы должны думать о том, как Вы начинаете процесс клеточной дифференцировки в стволовых клетках, но Вы также должны думать о том, что Вы должны сделать, чтобы сделать дифференцирование завершенным – мы можем узнать о много из того, как клетки в развивающихся эмбрионах управляют этим», сказал доктор Филпотт.