Forskere laver celler, der aktiverer følesansen

Forskere ved Eli og Edythe Broad Center for Regenerativ Medicin og Stamcelleforskning ved UCLA har, for første gang, lokkede menneskelige stamceller til at blive sensoriske interneuroner - de celler, der giver os vores følesans. Den nye protokol kan være et skridt i retning af stamcelle-baserede terapier for at genoprette følelsen hos lammede mennesker, som har mistet følelsen i dele af deres krop.

Studiet, som blev ledet af Samantha Butler, en UCLA lektor i neurobiologi og medlem af Broad Stem Cell Research Center, blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Stamcellerapporter .

Sensoriske interneuroner, en klasse af neuroner i rygmarven, er ansvarlige for at videregive information fra hele kroppen til centralnervesystemet, som muliggør følesansen. Manglen på følesans påvirker i høj grad mennesker, der er lammet. For eksempel, de kan ofte ikke mærke en anden persons berøring, og manglende evne til at føle smerte efterlader dem modtagelige for forbrændinger fra utilsigtet kontakt med en varm overflade.

"Felten har i lang tid fokuseret på at få folk til at gå igen, " sagde Butler, undersøgelsens seniorforfatter. "'At få folk til at føle sig igen har ikke helt den samme ring. Men at gå, du har brug for at kunne mærke og fornemme din krop i rummet; de to processer går virkelig hånd i handske."

I en separat undersøgelse, udgivet i september af tidsskriftet eLife , Butler og hendes kolleger opdagede, hvordan signaler fra en familie af proteiner kaldet knoglemorfogenetiske proteiner, eller BMP'er, påvirke udviklingen af ​​sensoriske interneuroner i kyllingeembryoner. Forskningen i stamcellerapporterne anvender disse resultater på menneskelige stamceller i laboratoriet.

Da forskerne tilføjede et specifikt knoglemorfogenetisk protein kaldet BMP4, samt et andet signalmolekyle kaldet retinsyre, til menneskelige embryonale stamceller, de fik en blanding af to typer sensoriske interneuroner. DI1 sensoriske interneuroner giver folk proprioception - en følelse af, hvor deres krop er i rummet - og dI3 sensoriske interneuroner gør dem i stand til at føle en følelse af tryk.

Forskerne fandt, at den identiske blanding af sensoriske interneuroner blev udviklet, da de tilføjede de samme signalmolekyler til inducerede pluripotente stamceller, som produceres ved at omprogrammere en patients egne modne celler såsom hudceller. Denne omprogrammeringsmetode skaber stamceller, der kan skabe en hvilken som helst celletype og samtidig bevare den genetiske kode for den person, de stammer fra. Evnen til at skabe sensoriske interneuroner med en patients egne omprogrammerede celler rummer et betydeligt potentiale for skabelsen af ​​en cellebaseret behandling, der genopretter følesansen uden immunundertrykkelse.

Butler håber at være i stand til at skabe én type interneuron ad gangen, hvilket ville gøre det lettere at definere de separate roller for hver celletype og give videnskabsfolk mulighed for at starte processen med at bruge disse celler i kliniske applikationer for mennesker, der er lammede. Imidlertid, hendes forskergruppe har endnu ikke identificeret, hvordan man får stamceller til at give helt dI1- eller helt dI3-celler - måske fordi en anden signalvej er involveret, hun sagde.

Forskerne mangler også endnu at bestemme den specifikke opskrift på vækstfaktorer, der ville lokke stamceller til at skabe andre typer sensoriske interneuroner.

Gruppen er i øjeblikket ved at implantere de nye dI1 og dI3 sensoriske interneuroner i rygmarven på mus for at forstå, om cellerne integreres i nervesystemet og bliver fuldt funktionelle. Dette er et kritisk skridt i retning af at definere cellernes kliniske potentiale.

"Dette er en lang vej, " sagde Butler. "Vi har ikke løst, hvordan man genopretter berøring, men vi har taget et stort første skridt ved at udarbejde nogle af disse protokoller for at skabe sensoriske interneuroner."