We zijn gewend geraakt aan het idee van menselijke orgaantransplantatie. Transplantaties van vaste organen zoals harten, nieren en levers, evenals beenmerg, zijn de levensreddende behandelingen van keuze voor sommige ziekten geworden. Onderzoekers zijn zelfs op zoek naar manieren om met succes transplanteren organen van dieren, zoals varkens in de mens. Maar hoe zit het met het transplanteren van een menselijk brein?

hoewel het transplanteren van een hele menselijke hersenen vergezocht lijkt, is het transplanteren van individuele celpopulaties dat niet., In feite, is de overdracht van foetale donor neurale transplantaten aangetoond in herhaalde studies om enkele van de motorische defecten gevonden in patiënten met de ziekte van Parkinson te corrigeren. Het draaien aan knaagdieren als studiesysteem, zijn de onderzoekers gegaan om aan te tonen dat neurale stamcellen (NSCs) ook kunnen worden geà soleerd en als donorcellen worden gebruikt. NSCs kan van gescheiden knaagdierhersenen worden geà soleerd en in vitro door toevoeging van extracellulaire de groeifactoren (zoals EGF of bFGF) of de introductie van groei-bevorderende genen (zoals v-myc of groot t-antigeen) worden vermeerderd.,

als een natuurlijke follow-up van het knaagdierwerk, wilden deze auteurs een grafbaar systeem van menselijke NSC ‘ s ontwikkelen. Ten eerste, zij geïsoleerd cel suspensies van het periventriculaire gebied van een 15 weken oude menselijke foetus, een gebied dat een rijke bron van NSCs in knaagdieren. Vervolgens kweekten zij deze cellen in een afwisselend mengsel van EGF en bFGF verscheidene maanden, screenden de bevolking voor zijn capaciteit om, en dan uit individuele, stabiele cellijnen gekloond te engraft. (Ze introduceerden ook het groeibevorderende V-myc gen in sommige experimenten, maar dit bleek uiteindelijk overbodig., Door simpelweg het kweekmedium te veranderen in een die serum bevat, differentiëren deze NSC lijnen zich in vitro in neurale en oligodendrogliale cellen. Coculture met primaire muriene centrale zenuwstelsel weefsel nodig was om differentiatie het meest effectief langs de astroglial weg rijden, een andere afstamming die natuurlijk is afgeleid van de NSC in vivo en is het laatste celtype normaal geboren tijdens ontwikkeling; vandaar, de coculture kan goed hebben “herschapen” het in vivo milieu.,

om te bepalen hoe deze NSC klonen in situ zouden reageren, transplanteerden de auteurs ze in de ventrikels van pasgeboren muizen. Om enkele van deze klonen in vivo te volgen, werden zij eerst getransfecteerd met een retrovirus dat het β-galactosidase gen uitdrukt dat als ondubbelzinnige visuele teller voor menselijke cellen in een muizenhersenen kon dienen. Na inleiding, graveerde het menselijke NSCs gemakkelijk in de muizenhersenen en migreerde langs wegen die eerder als natuurlijke routes voor deze cellen in vivo zijn aangetoond., Bijvoorbeeld, toonde het microscopische onderzoek van de geïntroduceerde markering β-galactosidase aan dat de cellen zich aan de subcorticale en corticale witte kwestie van de muis, corpus callosum, en olfactorische bol bewogen. Menselijke nscs intercalated met inheemse neuronen en glia, en onderscheidde toepasselijk afhankelijk van de omringende celtypes en signalen. Zij integreerden ook in de germinalzones aan het tegenovergestelde eind van de hersenen en werden aangewezen neurale celtypes daar. Dit bewees dat ondanks celcultuur, het klonen, en gentransfectie, nscs hun pluripotent status in vivo behielden., Bovendien toonden de cellen de capaciteit om een vreemd gen naadloos binnen het weefsel van de hersenen uit te drukken.

de groep toonde vervolgens de mogelijkheid aan om NSC ‘ s te gebruiken in gentherapie toepassingen in een in vitro setting. Deze cellen drukken de Alfa-subeenheid van β-hexosaminidase uit, het gen dat defect is bij de ziekte van Tay-Sachs bij mensen. Zij dan gemengd in cellen van de muishersenen die het gen hadden geschrapt om als gastheer voor de cellen te dienen., Door enzymanalyse toonden zij aan dat significante hoeveelheden van het actieve β-hexosaminidase door het celmengsel werden geproduceerd en resulteerden in verminderde accumulatie van pathologisch materiaal in de Tay-Sachs zenuwcellen.

als een in-vivotest van het graveerpotentieel van de menselijke NSC-lijnen introduceerden zij NSC-klonen in de hersenen van een andere defecte muizenstam, de Meander tail (mea) – stam. Deze specifieke mutant heeft een defect dat voorkomt dat veel korrelneuronen zich ontwikkelen of overleven in delen van het cerebellum., In mea mutanten, na introductie in de externe korrellaag van het cerebellum, migreerde de menselijke NSCs naar de juiste laag van het cerebellum en onderscheidde zich in cellen die identiek aan normale muizenkorrelneuronen leken. Deze prestatie is opmerkelijk gezien het feit dat de originele cellen die worden gebruikt om de NSC lijnen te creëren uit het menselijke foetale periventriculaire gebied, niet het postnatale cerebellum werden afgeleid. Deze prestatie toont de plasticiteit van deze cellen en het behoud van een reactie op normale differentiatiesignalen in het dier.,

zo kunnen menselijke neurale voorlopercellen en stamcellen nu in vitro en in vivo worden geïsoleerd en gemanipuleerd. De verbazingwekkende eigenschap van deze cellen om in situ in de ontvangende hersenen te onderscheiden kan uiteindelijk gerichte introductie van cellen in bepaalde gebieden toestaan om specifieke tekorten te corrigeren, evenals om op een meer verspreide manier voor vele soorten neurologische ziekten met wijdverspreide pathologie te integreren.