Kako inovacije matičnih ćelija imaju napredna istraživanja neuroznanosti

Jedan od ključnih faktora u proučavanju ljudskog mozga je sposobnost provođenja istraživanja o stvarnom funkcioniranju ljudskog moždanog tkiva. Kao rezultat toga, provode se mnoge naučne studije o glodavcima kao zamjenu za sisavce. Nedostatak ovog pristupa je to što se mozak glodavaca razlikuje po strukturi i funkciji. Prema Johnsu Hopkinsu, strukturno, ljudski mozak ima približno 30 posto neurona i 70 posto glije, dok mozak miša ima suprotan omjer [1]. Istraživači MIT -a otkrili su da dendriti ljudskih neurona nose električne signale drugačije od neurona glodavaca [2]. Inovativna alternativa je uzgoj ljudskog moždanog tkiva pomoću tehnologije matičnih stanica.

Matične ćelije su nespecijalizirane ćelije koje stvaraju diferencirane ćelije. To je relativno nedavno otkriće koje datira iz 80 -ih. Embrionalne matične ćelije prvi je put otkrio 1981. Sir Martin Evans sa Univerziteta Cardiff u Velikoj Britaniji, zatim na Univerzitetu u Cambridgeu, dobitniku Nobelove nagrade za medicinu 2007. [3].

Godine 1998. izolirane ljudske embrionalne matične ćelije uzgajane su u laboratoriji od strane James Thomson sa Univerziteta Wisconsin u Madisonu i John Gearhart sa Univerziteta Johns Hopkins u Baltimoru [4].

Osam godina kasnije, Shinya Yamanaka sa Univerziteta u Kyotu u Japanu otkrila je metodu za transformaciju ćelija kože miševa u pluripotentne matične ćelije koristeći virus za uvođenje četiri gena [5]. Pluripotentne matične ćelije imaju sposobnost razvoja u druge vrste ćelija. Yamanaka je, zajedno s Johnom B. Gurdonom, dobio Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu 2012. za otkriće da se zrele stanice mogu reprogramirati da postanu pluripotentne [6]. Ovaj koncept je poznat kao inducirane pluripotentne matične ćelije ili iPSC.

2013. godine, evropski istraživački tim, predvođen Madeline Lancaster i Juergen Knoblich, razvio je trodimenzionalni (3D) cerebralni organoid koristeći ljudske pluripotentne matične ćelije koje su „narasle na oko četiri milimetra i mogle preživjeti čak 10 mjeseci . [7]. ” Ovo je bio veliki napredak jer su se prethodni modeli neurona kultivirali u 2D -u.

Nedavno, u oktobru 2018, tim naučnika pod vodstvom Tuftsa razvio je 3D model ljudskog moždanog tkiva koje je pokazalo spontanu neuronsku aktivnost najmanje devet mjeseci. Studija je objavljena u oktobru 2018 ACS Biomaterials Science & Engineering, časopis Američkog hemijskog društva [8].

Od početnog otkrića matičnih stanica kod miševa do rastućih 3D modela ljudskih neuronskih mreža iz pluripotentnih matičnih stanica za manje od 40 godina, tempo znanstvenog napretka bio je eksponencijalan. Ovi 3D modeli tkiva ljudskog mozga mogu pomoći u napretku istraživanja u otkrivanju novih tretmana za Alzheimerovu, Parkinsonovu, Huntingtonovu, mišićnu distrofiju, epilepsiju, amiotrofičnu lateralnu sklerozu (poznatu i kao ALS ili Lou Gehrigova bolest) i mnoge druge bolesti i poremećaje mozga. Alati koje neuroznanost koristi za istraživanje razvijaju se u sofisticiranosti, a matične ćelije igraju važnu ulogu u ubrzanju napretka u korist čovječanstva.

Autorsko pravo © 2018 Cami Rosso Sva prava pridržana.

2. Rosso, Cami. "Zašto ljudski mozak pokazuje višu inteligenciju?" Psihologija danas. 19. oktobra 2018.

3. Univerzitet u Cardiffu. "Sir Martin Evans, Nobelova nagrada za medicinu." Preuzeto 23. oktobra 2018. sa http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Heart Views. "Vremenska linija matičnih ćelija." 2015 april-jun. Preuzeto 23. 10. 2018. sa https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. "Kako su iPS ćelije promijenile svijet." Priroda. 15. juna 2016.

6. Nobelova nagrada (2012-10-08). “Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu 2012 [Saopštenje za javnost]. Preuzeto 23. oktobra 2018. sa https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. "Naučnici uzgajaju trodimenzionalna tkiva mozga čovjeka." Tehnološki pregled MIT -a. 28. avgusta 2013.

1. Cantley, William L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; Hunter, Martin; Tang-Schomer, Min D .; Tesco, Giuseppina; Kaplan, David L. ” Funkcionalni i održivi 3D modeli ljudskih neuronskih mreža iz pluripotentnih matičnih ćelija. ”ACS Biomaterials Science & Engineering, časopis Američkog hemijskog društva. 1. oktobra 2018.