Реле межнейронов V2a сигнализирует от мозга до спинного мозга, где они в конечном счете соединяются с мотонейронами что проект к рукам и ногам. Межнейроны преодолевают большие растояния, проектирующие вверх и вниз по спинному мозгу, чтобы начать и скоординировать мышечное движение, а также дыхание.
Повреждение межнейронов V2a может разъединить связи между мозгом и конечностями, который способствует параличу после повреждений спинного мозга.«Межнейроны могут изменить маршрут после повреждений спинного мозга, который делает их многообещающей терапевтической целью», сказал ведущий автор Тодд Макдевитт, доктор философии, главный следователь в Gladstone. «Наша цель состоит в том, чтобы повторно телеграфировать схему, которой ослабляют, заменив поврежденные межнейроны, чтобы создать новые пути для передачи сигнала вокруг места травмы».
Несколько клинических испытаний проверяют заместительные терапии клетки, чтобы лечить повреждения спинного мозга. Большинство этих испытаний включает полученные из стволовой клетки нервные клетки – предшественники, которые могут превратиться в несколько различных типов клеток мозгового или спинного мозга или клетки – предшественники олигодендроцита, которые создают миелиновые ножны, которые изолируют и защищают нервные клетки. Однако эти подходы или не пытаются или не могут достоверно произвести определенные типы взрослых нейронов спинного мозга, такие как межнейроны V2a, тот большие расстояния проекта и восстановить спинной мозг.
В текущем исследовании, опубликованном на Слушаниях Национальной академии наук, исследователи произвели межнейроны V2a из человеческих стволовых клеток впервые. Они определили коктейль химикатов, которые постепенно уговаривали стволовые клетки, чтобы развиваться от клеток – предшественников спинного мозга до желаемых межнейронов V2a. Регулируя суммы трех из химикатов и когда каждый был добавлен, ученые усовершенствовали свой рецепт, чтобы создать большие суммы межнейронов V2a от стволовых клеток.«Наш главный вызов состоял в том, чтобы найти правильный выбор времени и концентрацию сигнальных молекул, которые приведут к межнейронам V2a вместо других нейронных типов клетки, таких как мотонейроны», сказала первый автор Джессика Буттс, аспирант в лаборатории Макдевитта. «Мы использовали наше знание того, как спинной мозг развивается, чтобы определить правильную комбинацию химикатов и улучшить нашу процедуру, чтобы дать нам самую высокую концентрацию межнейронов V2a».
Работая в сотрудничестве с Линдой Нобл, доктором философии, в Калифорнийском университете, Сан-Франциско (UCSF), ученые пересадили межнейроны V2a в спинные мозги здоровых мышей. В их новой среде клетки назрели соответственно и объединялись с существующими клетками спинного мозга. Значительно, мыши обычно двигались после того, как межнейроны были пересажены и не показали признаков нарушения.
«Мы были очень поощрены видеть, что пересаженные клетки вырастили большие расстояния в обоих направлениях – ключевой особенности межнейронов V2a – и что они начали соединяться с соответствующими нейронами хозяина», сказал соавтор Дилан Маккриди, доктор философии, постдокторский ученый в Gladstone.Исследователи говорят, что их следующий шаг должен пересадить клетки в мышей с повреждениями спинного мозга, чтобы видеть, могут ли межнейроны V2a помочь восстановить движение после того, как повреждение произошло.
Они также интересуются исследованием потенциальной роли этих клеток в моделях нейродегенеративных двигательных расстройств, таких как крахмалистый боковой склероз.