Cercetatorii de la Gladstone Institutes au produs un tip special de neuron din celule stem umane care ar putea repara leziunile maduvei spinarii. Aceste celule, numite inter-neuroni V2a, transmit semnale in maduva spinarii pentru a ajuta la controlul miscarii. Atunci cand cercetatorii au transplantat celulele in maduva spinarii la soareci de laborator, inter-neuronii s-au ramificat si s-au armonizat cu celulele prezente.

Inter-neuronii V2a se comporta ca un releu si transmit semnale de la creier la sira spinarii, unde in cele din urma se conecteaza cu neuronii motori care ajung la brate si la picioare. Inter-neuronii acopera distante mari, mergand in sus si in jos de-a lungul maduvei spinarii pentru a initia si a coordona miscarea muchilor si respiratia. Deteriorarea inter-neuronilor V2a poate intrerupe legaturile dintre creier si membre, ceea ce contribuie la paralizia care urmeaza leziunilor maduvei spinarii.

"Inter-neuronii isi pot schimba traseul dupa leziuni ale maduvei spinarii, ceea ce ii transforma intr-o tinta terapeutica promitatoare," spune autorul principal Todd McDevitt, doctor in stiinte, cercetator principal la Gladstone. "Scopul nostru este acela de a recabla circuitele afectate prin inlocuirea inter-neuronilor afectati pentru a crea cai noi de transmitere a semnalelor in jurul locului leziunii."

Mai multe studii clinice incearca terapii de inlocuire a celulelor in tratamentul leziunilor maduvei spinarii. Majoritatea acestor studii implica celule stem derivate din celule predecesoare neuronale, care se pot transforma in cateva tipuri de celule ale creierului sau maduvei spinarii, sau din celule predecesoare oligodendrocite, care creeaza tegumentele de mielina care izoleaza si protejeaza celulele nervoase. Totusi prin aceste abordari nu se incearca, nici nu se pot produce in mod cert tipurile specifice de neuroni adulti ai maduvei spinarii, cum ar fi inter-neuronii V2a, care transmit la distante mari si reconstruiesc maduva spinarii.

In studiul de fata, publicat in Proceedings of the National Academy of Sciences, cercetatorii au produs pentru prima data inter-neuroni V2a din celule stem umane. Ei au identificat un amestec de substante chimice care au determinat treptat celulele stem sa se dezvolte din celule predecesoare maduvei spinarii in inter-neuronii V2a doriti. Prin reglarea cantitatilor celor trei substante chimice si atunci cand fiecare dintre acestea erau adaugate, cercetatorii si-au rafinat reteta pentru a crea cantitati mari de inter-neuroni V2a din celule stem.

"Principala noastra provocare a fost gasirea momentului potrivit si a concentratiei de molecule de semnalizare care sa duca la producerea de inter-neuroni V2a in locul altor tipuri de celule neuronale, cum ar fi neuronii motori," spune autorul principal Jessica Butts, student absolvent la laboratorul McDevitt. "Ne-am folosit cunostintele referitoare la modul de dezvoltare a maduvei spinarii pentru a identifica combinatia corecta de substante chimice si pentru a ne imbunatati procedura in obtinerea celei mai mari concentratii de inter-neuroni V2a."

Prin colaborarea cu Linda Noble, doctor in stiinte, la University of California, San Francisco (UCSF), cercetatorii au transplantat inter-neuronii 2a in maduva spinarii unor soricei sanatosi. In noul lor mediu celulele s-au dezvoltat corespunzator si s-au integrat intre celulele existente ale maduvei spinarii. Foarte important, soarecii s-au miscat normal dupa transplantul inter-neuronilor si nu au aratat semne de dizabilitati.

"Ne-am simtit foarte incurajati sa vedem ca celulele transplantate s-au ramificat la distante mari in ambele directii - o caracteristica cheie a inter-neuronilor V2a - si ca au inceput sa se conecteze cu neuronii gazda relevanti," spune Dylan McCreedy, co-autor, doctor in stiinte, bursier post-doctoral la Gladstone.

Cercetatorii spun ca urmatorul lor pas este sa transplanteze celulele la soareci cu leziuni ale maduvei spinarii pentru a vedea daca inter-neuronii V2a pot ajuta la restabilirea deplasarii dupa producerea ranirii. Ei sunt de asemenea interesati in explorarea rolului posibil pe care il au aceste celule in modelele de tulburari de miscare neurodegenerative cum ar fi scleroza amiotrofica laterala.

Finantarea a fost oferita de California Institute of Regenerative Medicine, National Science Foundation, UCSF Alvera Kan Endowed Chair, Howard Hughes Medical Institute, si Damon Runyon Cancer Research Foundation.

Articol: Differentiation of V2a interneurons from human pluripotent stem cells, Todd C. McDevitt et al., PNAS, doi: 10.1073/pnas.1608254114, published online 24 April 2017.

Sursa: MedicalNewsToday

Articol tradus de Silvia Gergely, voluntar ProStemCell.ro. Toate drepturile rezervate.

Nota editorului: Acest articol nu este destinat sa ofere sfaturi medicale, diagnostic sau tratament.