Miniatur-gehirne aus hautzellen gewachsen 'bieten autismus einsichten'


Miniatur-gehirne aus hautzellen gewachsen 'bieten autismus einsichten'

Wissenschaftler haben Hautzellen von Patienten mit Autismus in Stammzellen umgewandelt und wachsen sie zu kleinen Gehirnen in einer Schale und enthüllten unerwartete Mechanismen der Krankheit, nach einem Bericht in der Zeitschrift Zelle .

Die Hautzellen der Patienten mit Autismus wurden in induzierte pluripotenten Stammzellen umgewandelt.

Die Forscher sagen, diese Methode ermöglicht es ihnen, die Schwierigkeiten des Verständnisses von Krankheiten wie Autismus und Schizophrenie, die die Entwicklung des Gehirns im Zusammenhang mit der Komplexität der Krankheiten und die Schwierigkeit des Studiums Entwicklungsprozesse in menschlichen Gewebe beeinflussen zu überwinden.

"Anstatt von der Genetik zu beginnen", sagt der hochrangige Autor Dr. Flora Vaccarino, der Harris-Professor für Kinderpsychiatrie und Professor für Neurobiologie an der Yale School of Medicine in New Haven, CT, "haben wir mit der Biologie der Störung selbst begonnen Um zu versuchen, ein Fenster in das Genom zu bekommen."

Bisher mussten Autismusforscher durch Patientengenome für Genmutationen, die die Störung erklären können, und dann tierische oder histologische Modelle, um diese Gene und Effekte auf die Entwicklung des Gehirns zu untersuchen, durchlaufen.

Eine Reihe von seltenen Krankheitsgenen wurden auf diese Weise identifiziert, aber über 80% der Autismusfälle haben noch keine klare genetische Ursache, so die Forscher.

Dr. Vaccarino sagt:

Diese Studie spricht mit der Bedeutung der Verwendung von menschlichen Zellen und deren Verwendung in einem Assay, der ein besseres Verständnis der Pathophysiologie des Autismus und damit, möglicherweise bessere Behandlungen bringen könnte."

Die Forscher konzentrierten sich auf Menschen mit Autismus, die ein vergrößertes Gehirn haben, was etwa ein Fünftel der Fälle darstellt. Dies hat dazu beigetragen, die komplexen und weitreichenden klinischen Merkmale zu verteilen, die die Suche nach gemeinsamen zugrunde liegenden Faktoren vereiteln.

Nach der Isolierung der Hautzellen von diesen Individuen, sowie deren unberührten Vätern zum Vergleich, verwandelten die Forscher sie in induzierte pluripotenten Stammzellen (iPSCs), die dann in Miniatur-Gehirne, die als Gehirnorganoide bezeichnet wurden, gewachsen sind.

Nur wenige Millimeter im Durchmesser, die Organoide dennoch imitieren die Grundlagen der frühen menschlichen Gehirn Entwicklung während der ersten paar Monate der Schwangerschaft.

Als die Forscher die von den Patienten abgeleiteten Miniatur-Gehirne analysierten, entdeckten sie veränderte Expressionsnetzwerke für Gene, die die neuronale Entwicklung kontrollierten.

"Neuronales Ungleichgewicht"

Ein Ungleichgewicht im Neuron-Typ wurde von Organoiden erzeugt, die eine unerwartete Überproduktion von Neuronen zeigten, die neuronale Aktivität hemmen, während diejenigen, die die Partner, die sie verdrahtet hatten, nicht beeinflusst hatten, nicht betroffen waren.

Durch die Unterdrückung eines einzigen Gens, dessen Expression bei Patientenorganoiden abnormal erhöht wurde, konnten die Autoren diese Vorspannung korrigieren. Dieser Erfolg deutet darauf hin, dass es möglich sein kann, klinisch einzugreifen, um das neuronale Gleichgewicht wiederherzustellen.

Weitere Einblicke in Krankheitsmechanismen werden folgen, wenn verschiedene wissenschaftliche Gruppen menschliche Gehirnorganoide zu späteren Entwicklungsstadien verlängern.

Die gegenwärtigen Autoren werden nun ihre Daten verwenden, um sich auf die schwer fassbaren Mutationen oder epigenetischen Veränderungen zu konzentrieren, die für die Genexpressionsänderungen und das neuronale Ungleichgewicht in der Studie verantwortlich sind.

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