Як інавацыі ствалавых клетак праводзяць перадавыя даследаванні неўралогіі

Адным з фактараў, якія ўплываюць на вывучэнне мозгу чалавека, з'яўляецца магчымасць правядзення даследаванняў па фактычна функцыянуюць тканінах мозгу чалавека. У выніку праводзяцца шматлікія навуковыя даследаванні грызуноў як даверанай асобы млекакормячых. Недахопам гэтага падыходу з'яўляецца тое, што мозг грызуноў адрозніваецца па сваёй структуры і функцыях. Паводле Джонса Хопкінса, структурна мозг чалавека складае прыблізна 30 адсоткаў нейронаў і 70 адсоткаў гліі, у той час як мозг мышы мае супрацьлеглае суадносіны [1]. Даследчыкі MIT выявілі, што дендрыты нейронаў чалавека пераносяць электрычныя сігналы інакш, чым нейроны грызуноў [2]. Інавацыйная альтэрнатыва - вырошчванне тканін мозгу чалавека з выкарыстаннем тэхналогіі ствалавых клетак.

Ствалавыя клеткі - гэта неспецыялізаваныя клеткі, якія даюць пачатак дыферэнцыраваным клеткам. Гэта адносна нядаўняе адкрыццё, якое датуецца 80-мі гадамі. Упершыню эмбрыянальныя ствалавыя клеткі былі адкрыты сэр 1981 года Марцінам Эвансам з Кардыфскага універсітэта ў Вялікабрытаніі, а затым у Кембрыджскім універсітэце, лаўрэатам Нобелеўскай прэміі па медыцыне 2007 года [3].

У 1998 г. выдзеленыя эмбрыянальныя ствалавыя клеткі чалавека былі вырашчаны ў лабараторыі Джэймсам Томсанам з Універсітэта Вісконсіна ў Мэдысане і Джонам Гірхартам з Універсітэта Джона Хопкінса ў Балтыморы [4].

Праз восем гадоў Шынья Яманака з Японскага ўніверсітэта Кіёта адкрыў метад трансфармацыі клетак скуры мышэй у плюрыпатэнтныя ствалавыя клеткі пры дапамозе віруса для ўкаранення чатырох генаў [5]. Плурыпатэнтныя ствалавыя клеткі маюць здольнасць развівацца ў іншыя тыпы клетак. Яманака разам з Джонам Б. Гурдонам выйграў Нобелеўскую прэмію па фізіялогіі і медыцыне 2012 г. за адкрыццё, што спелыя клеткі могуць быць перапраграмаваны на плюрыпатэнтныя [6]. Гэтая канцэпцыя вядомая як індукаваныя плюрыпатэнтныя ствалавыя клеткі альбо iPSC.

У 2013 г. еўрапейская даследчая група навукоўцаў на чале з Мадэлін Ланкастэр і Юргенам Нобліч распрацавала трохмерны (3D) мазгавы арганоід з выкарыстаннем плюрыпатэнтных ствалавых клетак чалавека, якія «выраслі прыблізна да чатырох міліметраў і маглі выжыць да 10 месяцаў . [7] ". Гэта быў сур'ёзны прарыў, бо папярэднія мадэлі нейронаў культываваліся ў 2D.

Зусім нядаўна, у кастрычніку 2018 года, каманда навукоўцаў пад кіраўніцтвам Тафтса распрацавала 3D-мадэль чалавечай мазгавой тканіны, якая праяўляла спантанную нервовую актыўнасць як мінімум дзевяць месяцаў. Даследаванне было апублікавана ў кастрычніку 2018 г. у ACS Biomaterials Science & Engineering, часопіс Амерыканскага хімічнага таварыства [8].

Ад першапачатковага адкрыцця ствалавых клетак у мышэй да вырошчвання 3D-мадэляў чалавечых нейронных сетак з плюрыпатэнтных ствалавых клетак менш чым за 40 гадоў, тэмпы навуковага прасоўвання былі экспаненцыяльнымі. Гэтыя 3D-мадэлі чалавечай тканіны галаўнога мозгу могуць дапамагчы прасунуць даследаванні ў пошуку новых метадаў лячэння хваробы Альцгеймера, Паркінсана, Хантынгтана, мышачнай дыстрафіі, эпілепсіі, бакавога аміятрафічнага склерозу (таксама вядомага як ALS або хвароба Лу Герыга) і многіх іншых захворванняў і парушэнняў мозгу. Інструменты, якія неўралогія выкарыстоўвае для даследаванняў, развіваюцца ўсё больш складана, і ствалавыя клеткі гуляюць важную ролю ў паскарэнні прагрэсу на карысць чалавецтву.

Аўтарскае права © 2018 Cami Rosso. Усе правы абаронены.

2. Расо, Камі. "Чаму чалавечы мозг праяўляе вышэйшы інтэлект?" Псіхалогія сёння. 19 кастрычніка 2018 г.

3. Універсітэт Кардыфа. "Сэр Марцін Эванс, Нобелеўская прэмія па медыцыне". Атрымана 23 кастрычніка 2018 г. з http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Прагляды сэрца. "Храналогія ствалавых клетак". 2015 красавік-чэрвень. Атрымана 23.10.2018 з https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Скудэлары, Меган. "Як ячэйкі iPS змянілі свет". Прырода. 15 чэрвеня 2016 года.

6. Нобелеўская прэмія (08.10.2012). «Нобелеўская прэмія па фізіялогіі і медыцыне 2012 [Прэс-рэліз]. Атрымана 23 кастрычніка 2018 г. з https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Раджан, Сьюзан Янг. "Навукоўцы вырошчваюць трохмерныя мазгавыя тканіны чалавека". Агляд тэхналогій MIT. 28 жніўня 2013 г.

1. Кантлі, Уільям Л.; Ду, Чуанг; Ламойё, Селен; Дэпальма, Томас; Пейрэнт, Эмілі; Кляйнкнехт, Дамінік; Паляўнічы, Марцін; Тан-Шомер, Мін Д .; Тэско, Джузэпіна; Каплан, Дэвід Л. " Функцыянальныя і ўстойлівыя 3D-мадэлі чалавечай нервовай сеткі з плюрыпатэнтных ствалавых клетак ".ACS Biomaterials Science & Engineering, часопіс Амерыканскага хімічнага таварыства. 1 кастрычніка 2018 г.