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Veredelte Stammzellen anzeigen Kräftiges Wachstum in Spinal Cord Injury Modell

Reprogrammierte menschlichen Neuronen erstrecken sich in der Maus Nervensystem

NIBIB finanzierte Forscher berichten in einer aktuellen Studie, dass sie in der Lage menschliche Stammzellen zu verwenden, waren brandneu Nerven in einem Rattenmodell der Verletzung des Rückenmarks zu wachsen. Die Neuronen wuchsen Zehntausende von Axonen, die die gesamte Länge des Rückenmarks verlängert, aus dem Bereich der Verletzung. Das Verfahren beschäftigt pluripotenten Stammzellen oder iPSCs induziert, die Stammzellen sind, die angetrieben werden können, einem bestimmten Zelltyp zu werden — in diesem Fall Nerven cells— eine experimentell beschädigten Rückenmark zu reparieren. Die iPSCs wurden mit den Hautzellen eines 86 Jahre alten männlichen gemacht, was zeigt, dass selbst in einem Individuum fortgeschrittenen Alters, die Fähigkeit der Zellen, gedreht zu werden, in einem anderen Zelltyp (Pluripotenz) blieb.

Lead-Autor Paul Lu, Ph.D. und leitende Autor Mark Tuszynski, MD, PhD, und ihr Team an der University of California — San Diego Center for Neural Repair, führte das Experiment Gebäude auf früheren Arbeiten mit humanen embryonalen Stammzellen in einer ähnlichen Rattenrückenmarksverletzung Modell. 1 Die aktuelle Arbeit, in der 20. August beschrieben Ausgabe von Neuron, wurde durchgeführt, um zu bestimmen, ob iPSCs für Rückenmark Reparatur verwendet werden könnten. 2

Überblick über Verfahren Hautzellen unter Verwendung von für die Injektion in den Ort der Verletzung des Rückenmarks (Mit freundlicher Genehmigung Paul Lu, UC, San Diego) neurale Stammzellen zu schaffen.

Die Gruppe interessiert sich für uns iPSCs ing eine mögliche Reparatur für Rückenmarksverletzungen (SCI), weil mit iPS-Zellen zu entwickeln, sie von der Person entnommenen Zellen mit der Verletzung verwenden können, anstatt Zellen Verwendung gespendet wie menschliche embryonale Stammzellen, die sind Fremd an den Patienten. Dies ist ein wichtiger Vorteil, da es jede Immunabstoßung vermeidet, die mit ausländischen Reparaturzellen auftreten könnten.

In der aktuellen Arbeit, die iPS-derived menschliche Neuronen wurden in einer Matrix eingebettet, die einen Cocktail aus Wachstumsfaktoren enthalten, die auf den experimentell verletzte Rückenmark im Rattenmodell aufgepfropft wurde. Nach drei Monaten Beobach die Forscher umfangreiche axonalen Wachstums ved aus den gepfropften Neuronen vorsteht, lange Strecken in beiden Richtungen entlang des Rückenmarks, vom Gehirn zum hinteren Ende des Rückenmarks erreicht. Die Axone erschien Verbindungen mit den bestehenden Rattenneuronen zu machen. Wichtig ist, verlängert die Axone von der Stelle der Verletzung out, ein Gebiet mit einer komplexen Kombination von posttrauma Faktoren und Prozesse geht, sind dafür bekannt, von denen einige neuronale Wachstum und axon Erweiterung zu verhindern.

iPSC neurale Stammzellen (mit der Bezeichnung grün) nach unten erstrecken Rückenmark in beiden Richtungen von der Stelle der Verletzung, wo die menschliche neurale Stammzellen injiziert wurden (Mit freundlicher Genehmigung Paul Lu, UC, San Diego).

In der früheren Studie, Tuszynski und Kollegen verwendeten humanen embryonalen Stammzellen in einem ähnlichen Experiment Pfropfen. In dieser Studie wurde Axone von der Stelle der Verletzung des Rückenmarks und die behandelten Tiere hatten einige Wiederherstellung der Fähigkeit betroffenen Gliedmaßen zu bewegen. Die aktuelle Studie wurde durchgeführt, um zu sehen, ob das gleiche Ergebnis erzielt werden könnte, die iPS-Verfahren unter Verwendung der Neuronen im Transplantat verwendet zu schaffen. Während die Verwendung von iPSCs in der aktuellen Studie in dramatisches Wachstum der transplantierten Neuronen in dem Zentralnervensystem von Ratten ergab, zeigen die behandelten Tiere Restauration nicht der Funktion in ihre forelimbs (Hände). Die Forscher fest, dass die menschlichen Zellen noch in einem recht frühen Stadium der Entwicklung waren, als Funktion getestet wurde, und dass mehr tim e wird wahrscheinlich in der Lage sein benötigt werden, um funktionelle Verbesserung zu erkennen.

Querschnitt der behandelten Rückenmark transplantiert zeigend menschlichen Neuronen (grün), die sich in der Maus weißen Substanz (rot) und der grauen Substanz (blau) (Mit freundlicher Genehmigung Paul Lu, UC, San Diego).

Tuszynski ging o n t o Zustand: «Es gibt einige wichtige Überlegungen, die künftige Studien befassen wird. Dazu gehören, ob die umfangreiche Anzahl von menschlichen Axone machen richtig oder inc oder rect Verbindungen; ob die neuen Verbindungen die entsprechenden chemischen Neurotransmittern zu bilden funktionelle Verbindungen enthalten; ob Verbindungen, einmal gebildet, sind permanent oder transient; und genau, wie lange es dauert, menschliche Zellen reifen zu werden. Diese Überlegungen bestimmen, wie rentabel ein Kandidat diese Zellen für die Verwendung bei Menschen sein könnte. «

Lu, Ski Tuszyn un d ihre Kollegen die vielversprechendste neuralen Stammzelltyp für die Reparatur von Rückenmarksverletzungen zu identifizieren hoffen. Tuszynski betont ihr Engagement für eine sorgfältige, methodische Ansatz: «Letztlich können wir nur unsere Tierstudien in zuverlässige menschliche Behandlungen übersetzen, indem verschiedene neuronale Stammzelltypen zu testen, die Ergebnisse sorgfältig zu untersuchen und die Verfahren zu verbessern. Wir sind ermutigt, aber wir weiterhin hart arbeiten, um rational den optimalen Zelltyp und Verfahrensweisen zu identifizieren, die für klinische Studien am Menschen sicher und effektiv eingesetzt werden kann. «

NIBIB Mission ist es zur Verbesserung der Gesundheit durch die Entwicklung führender und die Anwendung der biomedizinischen Technologien zu beschleunigen. Das Institut hat sich verpflichtet, die physikalischen und Ingenieurwissenschaften mit den Biowissenschaften Integration der Grundlagenforschung und der medizinischen Versorgung zu fördern. NIBIB unterstützt neue Technologie Forschung und Entwicklung innerhalb ihrer internen Laboratorien und durch Stipendien, Kooperationen und Schulungen. Weitere Informationen sind auf der NIBIB Website zur Verfügung.

Über den National Institutes of Health (NIH): NIH, die medizinische Forschung Agentur der Nation, umfasst 27 Institute und Zentren und ist ein Bestandteil des US-Department of Health and Human Services. NIH ist die primäre Bundesbehörde die Durchführung und grundlegende, klinische Unterstützung und translationale der medizinischen Forschung, und untersucht die Ursachen, Behandlungen und Kuren für beide gemeinsame und seltene Krankheiten. Für weitere Informationen über die NIH und deren Programmen, besuchen www.nih.gov.

1. Fern Wachstum und Konnektivität von neuralen Stammzellen nach schweren Rückenmarksverletzungen. Lu P, Wang Y, Graham L, McHale K, Gao M, Wu D, Brock J, Blesch A, Rosenzweig ES, Havton LA, Zheng B, Conner JM, Marsala M, Tuszynski MH. Zelle. Sep 2012 14; 150 (6): 1264-73

2. Fern axonalen Wachstum von menschlichen induzierten pluripotenten Stammzellen nach einer Rückenmarksverletzung. Lu P, Woodruff G, Wang Y, Graham L Hunt M, Wu D, E Böhle, Ahmad R, Poplawski G, Brock J, Goldstein LS, Tuszynski MH. Neuron. 2014 20. August; 83 (4): 789-96

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