In een eerste in zijn soort studie hebben wetenschappers van het Burnham Institute for Medical Research genetisch geprogrammeerde embryonale stamcellen (ES) om zenuwcellen te worden wanneer ze in de hersenen worden getransplanteerd.
Onder leiding van Stuart A. Lipton, MD, Ph.D., professor en directeur van het Del E. Webb Neuroscience, Aging, and Stem Cell Research Center in Burnham, heeft de studie de weg vrijgemaakt voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor beroerte, Alzheimer, Parkinson en andere neurologische aandoeningen.
De onderzoekers toonden aan dat muizen met een beroerte een tastbare therapeutische verbetering lieten zien na transplantatie van deze cellen. Geen van de muizen vormde tumoren, wat een grote tegenvaller was bij eerdere pogingen tot stamceltransplantatie.
"We ontdekten dat we nieuwe zenuwcellen konden maken uit stamcellen, ze effectief konden transplanteren en een positieve verschil in het gedrag van de muizen. Deze bevindingen kunnen mogelijk leiden tot nieuwe behandelingen voor beroertes en neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Parkinson", aldus Lipton. hersencellen, waardoor spraak- en geheugenverlies en andere slopende gevolgen ontstaan. Er wordt aangenomen dat het transplanteren van neuronale hersencellen in ieder geval een deel van de hersenfunctie zou kunnen herstellen, net zoals harttransplantaties de bloedstroom herstellen.
Voorafgaand aan dit onderzoek was het creëren van pure neuronale cellen uit ES-cellen problematisch omdat de cellen differentieerden niet altijd in neuronen. Lipton en zijn team hebben een oplossing voor dit probleem gevonden door ES-cellen ertoe aan te zetten een eiwit tot expressie te brengen, ontdekt in zijn laboratorium genaamd myocyten enhancer factor 2C (MEF2C). MEF2C is een transcriptiefactor die specifieke genen aanzet die vervolgens stamcellen aansturen om zenuwcellen te worden.
Ze gebruikten MEF2C om kolonies van pure neuronale voorlopercellen te creëren, een ontwikkelingsstadium dat plaatsvindt voordat het een zenuw wordt cel, zonder tumoren. Deze cellen werden vervolgens in de hersenen getransplanteerd en werden later volwassen zenuwcellen. MEF2C beschermde de cellen ook tegen apoptose in de hersenen.
"Om vooruitgang te boeken met op stamcellen gebaseerde therapieën, hebben we een betrouwbare bron nodig van zenuwcellen die gemakkelijk kunnen worden gekweekt, differentiëren in manier waarop we willen dat ze na transplantatie levensvatbaar blijven. MEF2C helpt dit proces eerst door de genen aan te zetten die, wanneer ze tot expressie worden gebracht, stamcellen tot zenuwcellen maken. Het zet vervolgens andere genen aan die ervoor zorgen dat die nieuwe zenuwcellen niet afsterven. als resultaat waren we in staat om neuronale voorlopercellen te produceren die differentiëren tot een vrijwel zuivere populatie van neuronen en in de hersenen overleven," zei Lipton.
De volgende stap was om te bepalen of de getransplanteerde neurale voorlopercellen werden zenuwcellen die integreerden in het bestaande netwerk van zenuwcellen in de hersenen.
De onderzoekers voerden ingewikkelde elektrische studies uit en toonden aan dat de nieuwe zenuwcellen, afgeleid van de stamcellen, goed konden zenden en ontvangen. elektrisch signalen naar de rest van de hersenen. Om te bepalen of de nieuwe cellen cognitieve voordelen konden bieden aan de muizen met een beroerte, voerden ze een reeks neuro-gedragstests uit en ontdekten dat de muizen die de transplantaties ontvingen significante gedragsverbeteringen vertoonden, hoewel hun prestaties die van de niet-beroerte muizen niet bereikten. controlemuizen.
Deze resultaten suggereren dat MEF2C-expressie in de getransplanteerde cellen een significante factor was bij het verminderen van de door een beroerte veroorzaakte tekorten.
De studie is gepubliceerd in The Journal of Neuroscience .
