Forbedring af neuronfabrikken - ny modulator af stamcelleidentitet fundet

Siden deres opdagelse i 2006, inducerede pluripotente stamceller er et glimt af håb for mange sygdomme. Men yderligere forskning i den komplekse regulering af pluripotente stamcelleidentitet er uventet vanskelig. Et team af forskere ved Cluster of Excellence CECAD har nu fundet en effektiv måde at producere neuroner fra pluripotente stamceller. Deres forskning blev offentliggjort i Naturkommunikation .

Som oprindelse for flercellede organismer, pluripotente stamceller kan differentiere sig til alle kroppens celletyper. Disse celler kan replikere på ubestemt tid i kultur og, derfor, betragtes som udødelige. Guldstandarden for pluripotens er den embryonale stamcelle (ESC). Somatiske celler såsom hudceller kan omprogrammeres til at generere inducerede pluripotente stamceller (iPSC'er), der deler lignende egenskaber med ESC'er. Som sådan, pluripotente stamceller har et stort løfte for regenerativ medicin som en potentiel kilde til sunde differentierede celler, herunder neuroner. I øvrigt, disse celler repræsenterer en uvurderlig ressource til at undersøge menneskelig udvikling og sygdom i de relevante celler (neuroner), der er ramt af lidelser som Alzheimers, Huntingtons eller Parkinsons.

Neuronale differentieringsprotokoller for pluripotente stamceller er normalt dyre og genererer en blanding af neuronale celler og andre celletyper. Ved at slå et enkelt gen ned, holdet ledet af David Vilchez var i stand til at producere neuroner med 100 procent effektivitet. "Ved at dæmpe ét enkelt protein med genredigeringsmetoden CRISPR, cellerne differentierer spontant til neuroner. Det er en meget hurtigere måde at øge neurogenese på." Under naturlige forhold, denne faktor, CSDE1, forhindrer differentiering og holder cellerne i en pluripotent tilstand. "Dette kunne være en meget kraftfuld mekanisme til at have rene populationer af neuroner og for at lette en bedre forståelse af neurodegenerative sygdomme."

Hyun Ju Lee, første forfatter til undersøgelsen, var mest begejstret for de hurtige ændringer, der blev observeret i hendes analyser:"Vi kunne visualisere ændringerne og virkelig se det ske, differentieringen går rigtig hurtigt. Vi dobbelttjekkede også flere stamcellelinjer fra forskellige donorer og inducerede pluripotente stamceller og fik de samme resultater." Til undersøgelsen, menneskelige embryonale stamceller, inducerede pluripotente stamceller og musestamceller blev anvendt.

Ved at bruge den nye tilgang, det ville være muligt at lette genereringen af ​​neuroner fra prøver fra forskellige patienter og studere sygdommen eller teste lægemidler på den. Selvom disse resultater er et skridt til klinisk anvendelse, der er stadig et stykke vej at gå, siger David Vilchez:"Nye neuroner fra skålen kan være vigtige for at studere sygdomme som Parkinsons, Alzheimers eller Huntingtons, men vi er stadig ved startpunktet for denne spændende forskning." Forskningen var et samarbejde mellem CECAD, Center for Molekylær Medicin Köln og Universitetsklinikken Köln.