Könnte silly putty neurologische störungen behandeln?


Könnte silly putty neurologische störungen behandeln?

Es scheint unwahrscheinlich, dass Silly Putty - ein Kinderspielzeug - in der medizinischen Welt nützlich sein könnte. Aber neue Forschungen von der University of Michigan deuten darauf hin, dass ein wichtiger Bestandteil, der in Silly Putty verwendet wird, embryonale Stammzellen in arbeitende Rückenmarkszellen effizienter umwandeln kann.

Das Forscherteam, darunter Jianping Fu, Professor für Maschinenbau an der University of Michigan (U-M), sagt, dass ihre Ergebnisse zu neuen Behandlungen für neurologische Erkrankungen führen können, wie die amyotrophe Lateralsklerose (Lou Gehrig-Krankheit), die Huntington-Krankheit oder die Alzheimer-Krankheit.

Stammzellen haben das Potential, sich in mehr als 200 verschiedene Arten von Zellen im Körper zu entwickeln. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit untersuchen Forscher zunehmend die Verwendung von Stammzellen für die Behandlung zahlreicher medizinischer Zustände.

Medical-Diag.com Kürzlich berichtet über die Schaffung eines "Mini-Herz" mit Patienten eigenen Stammzellen, die dazu beitragen, die Behandlung für Menschen, die den Blutfluss beeinträchtigt haben könnte. In einer neueren Studie, Forscher erstellt das erste Stammzellen-Modell für bipolare Störung, die zu neuen Behandlungen für die Bedingung führen könnte.

Aber wie in allen medizinischen Forschung, Wissenschaftler sind immer auf der Suche nach Möglichkeiten zur Verbesserung der bestehenden Techniken. Das U-M-Team wollte sehen, ob sie die Art und Weise verbessern könnten, wie Stammzellen in andere Zelltypen verwandelt werden - ein Prozess, der als "Differenzierung" bekannt ist.

"Plüschartige" Flächen steigern das Stammzellenwachstum

Das Team beurteilte, ob ein Zutat namens Polydimethylsiloxan - ein Silikon, das Silly Putty seine ungewöhnliche dehnbare Fähigkeit gibt - die Effizienz der embryonalen Stammzelldifferenzierung steigern könnte.

Mit dieser Komponente entwickelten die Ermittler "ultrafeine Teppiche". Sie beschreiben diese als einstellbare Flächen, auf denen Stammzellen wachsen können. Sie konnten die "Pfosten" Höhe und Steifigkeit der Wachstumsflächen anpassen. Sie sagen, dass kürzere Pfosten sind starrer in der Beschaffenheit, ähnlich einem industriellen Teppich, während größere Pfosten weicher sind, wie ein Plüschteppich.

Als die Forscher embryonale Stammzellen auf plüschähnlichen Oberflächen wuchsen, fanden sie, dass die Zellen in Nervenzellen viel schneller und häufiger wurden, als Zellen, die auf industriell-ähnlichen Oberflächen wuchsen,

Das Team stellte auch fest, dass Kolonien von Rückenmarkszellen - Neuronen, die für die Muskelbewegung verantwortlich waren -, die auf plüschartigen Flächen wuchsen, 10 mal größer und viermal reiner waren als die, die auf industriell-ähnlichen Flächen oder traditionellen Platten gewachsen sind.

Zu den Erkenntnissen kommentiert Prof. Fu:

Das ist sehr aufregend. Um vielversprechende klinische Anwendungen menschlicher embryonaler Stammzellen zu realisieren, brauchen wir ein besseres Kultursystem, das zuverlässig mehr Zielzellen produzieren kann, die gut funktionieren. Unser Ansatz ist ein großer Schritt in diese Richtung, indem wir synthetische mikrotechnisierte Oberflächen verwenden, um mechanische Umweltsignale zu kontrollieren."

Potenzial für die Entwicklung von Zell-Ersatz-Therapien

Die Forscher nutzten einen Bestandteil, der in Silly Putty gefunden wurde, um "ultrafeine Teppiche" zu schaffen, auf denen man motorische Neuronen aus embryonalen Stammzellen wachsen lässt.

Bildnachweis: Ye Tao, Rose Anderson, Yubing Sun, Jianping Fu.

Zusätzlich zu diesen Erkenntnissen entdeckten die Forscher, dass die auf plüschartigen Oberflächen gewachsenen Rückenmarkszellen elektrische Verhaltensweisen zeigten, die denen von Neuronen ähnlich waren, die im menschlichen Körper gefunden wurden.

Darüber hinaus identifizierte das Team einen Signalweg namens Hippo / YAP, der diese elektrischen Verhaltensweisen regelt. Hippo / YAP spielt auch eine Rolle bei der Organgrößenkontrolle und der Tumorwachstumsprävention.

"Unsere Arbeit deutet darauf hin, dass physikalische Signale in der Zellumgebung in der neuronalen Strukturierung wichtig sind, ein Prozess, in dem Nervenzellen auf ihre spezifischen Funktionen auf der Grundlage ihrer physischen Lage im Körper spezialisiert werden", sagt Prof. Fu.

Die Forscher sagen ihre Studie, die vor kurzem in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Natur Materialien , Ist der erste, der physikalische Signale direkt mit der menschlichen embryonalen Stammzelldifferenzierung verbindet, anstatt chemische Signale.

In Zusammenarbeit mit Ärzten an der UM Medical School nutzen Prof. Fu und Kollegen nun diese neuartige Stammzellenwachstumstechnik, um neue Behandlungen für Patienten mit Lou-Gehrig-Krankheit zu entwickeln - eine Bedingung, die motorische Neuronen im Gehirn und im Rückenmark tötet Lähmung.

"Professor Fu und Kollegen haben eine innovative Methode entwickelt, um hochverzinsliche und hochreine Motorneuronen aus Stammzellen zu generieren", sagt Prof. Eva Feldman von der UM Medical School. "Für ALS (Lou Gehrig-Krankheit) finden solche Entdeckungen Werkzeuge zur Modellierung von Krankheiten im Labor und zur Entwicklung von Zell-Ersatz-Therapien."

Medical-Diag.com Kürzlich berichtete über eine Studie, in der beschrieben wird, wie Stammzellen ohne menschliche oder tierische Zellen kultiviert werden können.

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