Als: durchbruch der entdeckung der zerstörerischen gehirnzellen


Als: durchbruch der entdeckung der zerstörerischen gehirnzellen

Pionierforschung unter der Leitung von The University of Sheffield im Vereinigten Königreich zeigt, dass eine Art von Zelle im zentralen Nervensystem, die in der Regel unterstützt Motor Neuron-Funktion kann "gehen Schurken" und zerstören Motor Neuronen bei Menschen mit ALS.

Hier, in grün, fängt den breiten Myelinbaum ein, der sich aus dem zentralen Zellkörper entwickelt. In ALS gewinnen diese Zellen toxische Eigenschaften und verursachen Zelltod.

Bildkredit: Das Sheffield Institut für Translational Neuroscience (SITraN)

ALS ist eine progressive neurodegenerative Erkrankung, die Nervenzellen im Gehirn und im Rückenmark beeinflusst. Motorneuronen - Nervenzellen, die einen Weg für das Gehirn bilden, um Anweisungen an die Muskeln zu senden - degenerieren in ALS und führen zu Schwäche und Verschwendung von Muskeln.

Es gibt zwei Arten von ALS: sporadisch und familiär. Die sporadische Form der Krankheit macht 90-95 Prozent aller Fälle in den Vereinigten Staaten aus und tritt zufällig ohne eindeutig verbundene Risikofaktoren auf, während familiäre ALS - die für 5-10 Prozent aller U.S-Fälle verantwortlich sind - vererbt wird.

Ein internationales Team von Forschern - Regie von Dr. Laura Ferraiuolo vom Sheffield Institute of Translational Neuroscience (SITraN) an der University of Sheffield - machte die bahnbrechende Entdeckung, wie die Oligodendrozyten-Gehirnzelle eine bedeutende Rolle bei der Progression von ALS spielt.

Dr. Ferraiuolo begann die Forschung im Kaspar Laboratory am Zentrum für Gentherapie am Forschungsinstitut am Nationwide Children's Hospital (RINCH) in Columbus, OH, als Teil ihrer EU-finanzierten Marie Curie Fellowship.

Oligodendrozyten sind eine Art Glicenzelle, die Neuronen umgibt und Unterstützung und Isolierung zwischen ihnen bietet. Ihre primäre Funktion ist es, Myelin zu produzieren, das um die Neuronen wickelt und ermöglicht, dass Signale schneller laufen, was die Kommunikation von einem Neuron zum anderen ermöglicht.

Das Team entdeckte, dass Oligodendrozyten, die typischerweise mit Neuron-Funktion assistieren, destruktiv werden und den Zelltod nach der Entwicklung eines innovativen Oligodendrozyten-In-vitro-Modells aus den Hautzellen von Menschen mit ALS verursachen können. "Dies ist das erste menschliche In-vitro-Modell, das uns erlaubt Studiere die spezifische Wechselwirkung zwischen Neuronen und Oligodendrozyten von ALS Patienten ", sagt Dr. Ferraiuolo.

Dr. Ferraiuolo und Kollegen fanden auch, dass die Verringerung der Niveaus des Gens SOD-1 die nachteilige Wirkung von Schurken-Oligodendrozyten auf motorische Neuronen retten kann. Mindestens 200 Mutationen im SOD-1-Gen wurden mit der Entstehung von ALS assoziiert.

Frühere Studien haben andere Gliazellen identifiziert - Astrozyten und Mikroglia -, die zum motorischen Neurontod in ALS beitragen. Die Forscher entdeckten das Verhalten von Oligodendrozyten durch Maus und menschliche Studien mit der Methode "Direktumwandlung".

Direkte Umwandlung ist eine Methode, die von Prof. Brian Kaspar und seinem Team im Kaspar Laboratorium entwickelt wurde, um neuronale Vorläuferzellen (NPCs) aus Hautzellen zu erzeugen.

Die Unterstützung von Zellen aus familiärer, sporadischer ALS führt zu Zelltod

Neuronale Vorläufer sind Zellen, die wie Stammzellen in eine bestimmte Art von Zelle differenzieren können, obwohl sie bereits spezifischer als Stammzellen sind. NPCs sind in der Lage, eine begrenzte Anzahl von Malen zu teilen und haben die Fähigkeit, in neuronale und gliale Zelltypen wie Astrozyten und Oligodendrozyten zu differenzieren.

In diesem Fall wurde die direkte Umwandlungsmethode verwendet, um ALS zu modellieren, indem sie die erzeugten NPCs in Oligodendrozyten differenzierte, die von Hautzellen abgeleitet wurden, die von Menschen mit familiärem ALS und sporadischem ALS gesammelt wurden.

Die Studienergebnisse - veröffentlicht in der Zeitschrift Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften - zeigen, dass die Oligodendrozyten sowohl von familiären als auch von sporadischen ALS-Patienten zum motorischen Neurontod führen.

Im Gegensatz dazu verließen Oligodendrozyten von gesunden Menschen oder solche mit anderen neuromuskulären Störungen die motorischen Neuronen unversehrt. Die Forscher deuten darauf hin, dass dieser Befund den deutlichen Phänotyp zu ALS-abgeleiteten Oligodendrozyten anzeigt.

Die Fähigkeit, die Kommunikation zwischen den während der Krankheit sterbenden Zellen, den motorischen Neuronen und ihren umgebenden benachbarten Zellen zu modellieren, ist entscheidend für die Entwicklung und das Timing der Therapien. Mit diesem schnellen Umprogrammierungsprotokoll sind wir der personalisierten Medizin einen Schritt näher."

Dr. Laura Ferraiuolo

Prof. Kaspar, der leitende Autor des Papiers und Principal Investigator in Columbus, schließt mit der Feststellung, dass die Forscher durch die Verwendung der neuartigen Direktumwandlungsmethode die Funktion verschiedener Gliazellen in ALS abfragen konnten. Infolgedessen haben sie begonnen zu verstehen, dass "verschiedene Stützzellen" in verschiedenen Stadien der Krankheit gehen und an der Pathologie durch verschiedene Mechanismen beitragen."

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