Mini-Brains Tillader Forskere At Studere Hjernesygdomme

{h1}

En mikroskopisk "mini-hjerne" lavet af humane celler kunne tilbyde en bedre måde at studere menneskelige hjerneforstyrrelser, siger forskere.

WASHINGTON - Dette er din hjernehul på hjernen på stoffer. Forskere ved Johns Hopkins University i Baltimore vokser "mini-hjerner" - mindre end perioden i slutningen af ​​denne sætning - der kan indeholde nok humane hjerneceller til at være nyttige til at studere stofmisbrug og andre neurologiske sygdomme.

Minihjernerne, der vokser i en laboratorieplade, kunne på en dag reducere behovet for brug af forsøgsdyr til at udføre denne type forskning eller til at teste terapeutiske lægemidler, siger forskerne.

Labs fra hele verden har kørt for at dyrke disse og andre organoider - mikroskopiske, men primært funktionelle versioner af lever, nyrer, hjerter og hjerner, der vokser fra rigtige menneskelige celler. Den version af mini-hjernen fra Johns Hopkins repræsenterer et forskud over andre rapporteret i de sidste tre år, idet det hurtigt reproduceres og indeholder mange typer hjerneceller, der interagerer med hinanden, ligesom en ægte hjerne, sagde forskerne.

Forskerne, ledet af Dr. Thomas Hartung, direktør for Johns Hopkins Center for Alternativer til Dyreforsøg, rapporterede deres fremskridt den 13. februar på det årlige møde i American Association for Advancement of Science. [11 kropsdele vokset i laboratoriet]

Hartung bemærkede at mini-hjernen endnu ikke kan erstatte dyremodeller i undersøgelsen af ​​neurologiske sygdomme. Men han tilføjede, at konceptet, som indtil helt for nylig syntes år fra modenhed, kan realiseres i så lidt som 10 måneder.

Voksende organoider involverer brug af celler kaldet inducerede pluripotent stamceller (iPS) celler, en teknologi udviklet af japansk forsker Shinya Yamanaka, der vandt Nobelprisen i 2012 for denne forskningslinie. Med iPS-celleteknologi kan forskere teoretisk vende uret i enhver form for moden celle - hvad enten det er hud, muskel, knogle osv. - og bringe det til en nær-embryonal tilstand. Derefter kan celler coaxes til at udvikle sig til nogen af ​​en række celletyper, meget på samme måde som de faktiske menneskelige embryonale celler udvikler sig til alle de celletyper, der udgør menneskekroppen.

Flere laboratorier vokser mini-hjerner. De første forskere til at opnå dette i 2013 var Jüergen Knoblich fra Institut for Molekylærbioteknologi i Wien, Østrig og Madeline Lancaster fra MRC Laboratoriet for Molekylærbiologi i Cambridge, England.

Disse forskere sagde, at de kan vokse globulære mini-hjerner nogle få millimeter i diameter om cirka tre måneder, og at disse organoider kan være ideelle til studiet af fosterhjerneudvikling, herunder mikrocefali, den ufuldstændige hjernevækst ses hos nogle spædbørn, som forskere siger være forbundet med Zika-viruset.

Hartungs gruppe har taget en anden tilgang til at dyrke mindre mini-hjerner, omkring 350 mikron (0,35 millimeter) på tværs af, men siger, at deres metode har lettere reproducerbarhed, en større mangfoldighed af hjernecelletyper og tager mindre tid - kun 10 uger.

Han beskrev dem som "Mini Coopers", idet de er små, men identiske, ideelle til sammenlignende studier, i modsætning til de håndlavede, specialfremstillede "luksusbiler" fremstillet i andre laboratorier.

"Dette gør det muligt for os ikke at sammenligne forskellige hjerner, men at sammenligne forskellige chauffører," sagde Hartung og henviste til forskellige eksperimenter, som kunne udføres på identiske hjernemodeller.

Hartung sagde, at hans laboratoriums mini-hjerner har en række gliaceller (som understøtter neuroner) som astrocytter og Schwann-celler samt oligodendrocytter, der danner de isolerende myelinskeder, der muliggør nerveimpulser - alt i proportioner svarende til dem, der findes i menneskelige hjerne.

Mini-hjernernes tredimensionelle struktur og evnen til at bære neurotransmittere - kemiske budbringere som dopamin, der muliggør kommunikation mellem neuroner - giver en enkel, men relativt realistisk platform til at studere hvad der går galt i hjernen i f.eks. Narkotikamisbrug og hvordan problemet kan afhjælpes.

Hartung sagde, at hans gruppe opnår dette ved at starte med en type voksen hudcelle kaldet fibroblast, hvilket inducerer disse celler tilbage til tilstanden af ​​neurale stamceller, som giver anledning til alle celler i hjernen og nervesystemet og derefter vokser dem i en forsigtigt rullende, vibrerende miljø for at oprette 3D-ball-strukturen. Labbet er vokset tusindvis af disse mini-hjerner, hver med omkring 20.000 celler.

Mangler nu i minihjernen, men til stede i en reel hjerne, sagde Hartung, er immunceller, der kommer fra en anden stamceller stamceller. Han sagde, at han håber at indarbejde disse typer celler snart. Hartung sagde, at han måske har en fungerende minihjerne til laboratorieeksperiment inden udgangen af ​​2016, som kunne sendes til ethvert laboratorium i verden. [Top 3 teknikker til oprettelse af organer i laboratoriet]

Når mini-hjernemodellen er moden, "ingen bør have undskyldningen for at stadig bruge dyremodeller, der kommer med enorme ulemper for hjernestudier i særdeleshed," Hartung sagde. "Mens gnavermodeller har været nyttige, er vi ikke 150 pund rotter. Og selvom vi ikke er kugler af celler, kan du ofte få meget bedre information fra disse bolde af celler end fra gnavere."

Hartung tilføjede, at opadgående af 95 procent af terapeutiske lægemidler til neurologiske ordrer, der ser lovende ud i gnaverstudier, fejler hos mennesker på grund af de indre hjerneforskelle mellem arten.

Mini-hjernemodellen er velegnet til at studere hjernens afhængighed, idet forskere kan studere hvordan stoffer kan ødelægge gliaceller. Sådan ødelæggelse fører til neurons død og dårligere transmission af neurale impulser, sagde Hartung.

Hartungs gruppe undersøger muligheden for at bruge minihjernen til at undersøge effekten af ​​Zika-virus på en udviklende hjerne.

Følg Christopher Wanjek @wanjek for daglige tweets om sundhed og videnskab med en humoristisk kant. Wanjek er forfatteren af ​​"Food at Work" og "Bad Medicine." Hans kolonne, Bad Medicine, vises regelmæssigt på WordsSideKick.com.


Video Supplement: Take Back Your Power 2017 (Official) - smart meter documentary.




Forskning


Blærekræft: Symptomer Og Behandling
Blærekræft: Symptomer Og Behandling

Antidepressiva Kan Ændre Personligheder
Antidepressiva Kan Ændre Personligheder

Videnskab Nyheder


September'S Full Harvest Moon Sheds Ekstra Lys På Weekend
September'S Full Harvest Moon Sheds Ekstra Lys På Weekend

Første Klonede Hund Rejser Spørgsmål Om Videnskab, Etik Og Politik
Første Klonede Hund Rejser Spørgsmål Om Videnskab, Etik Og Politik

Hunter-Gatherer Gut Microbes Vis, Hvad Vi Mangler
Hunter-Gatherer Gut Microbes Vis, Hvad Vi Mangler

Virtuelle Patienter Får Psykiatriske Vurderinger
Virtuelle Patienter Får Psykiatriske Vurderinger

Baby-Spise Myrer Brug Spionage, Kemisk Krigsførelse Til At Score Gratis Leje
Baby-Spise Myrer Brug Spionage, Kemisk Krigsførelse Til At Score Gratis Leje


DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com