przyzwyczailiśmy się do idei przeszczepu narządów ludzkich. Przeszczepy narządów stałych, takich jak serca, nerki i wątroby, a także szpik kostny, stały się ratującymi życie metodami leczenia niektórych chorób. Badacze zastanawiają się nawet nad sposobami skutecznego przeszczepu narządów ze zwierząt, takich jak świnie, na ludzi. A co z przeszczepem ludzkiego mózgu?

chociaż przeszczepienie całego ludzkiego mózgu wydaje się naciągane, przeszczepienie pojedynczych populacji komórek nie jest., W rzeczywistości, przeniesienie przeszczepów neuronowych dawcy płodu wykazano w powtarzanych badaniach w celu skorygowania niektórych wad ruchowych znalezionych u pacjentów z chorobą Parkinsona. Przechodząc do gryzoni jako systemu badań, badacze poszli dalej, aby pokazać, że neuronowe komórki macierzyste (NSCs) mogą być również izolowane i wykorzystywane jako komórki dawcy. NSCs może być wyizolowany z dysocjowanych mózgów gryzoni i rozmnażany in vitro przez dodanie zewnątrzkomórkowych czynników wzrostu (takich jak EGF lub bFGF) lub wprowadzenie genów promujących wzrost (takich jak v-myc lub duży antygen T).,

Po pierwsze, wyizolowali zawiesiny komórkowe z okolic okołokomorowych 15-tygodniowego płodu ludzkiego, obszaru, który jest bogatym źródłem NSCs u gryzoni. Następnie przez kilka miesięcy hodowali te komórki w naprzemiennej mieszance EGF i bFGF, sprawdzali populację pod kątem jej zdolności do engrafowania, a następnie klonowali pojedyncze, stabilne linie komórkowe. (Wprowadzili również gen V-myc promujący wzrost w niektórych eksperymentach, ale okazało się to niepotrzebne w końcu.,) Po prostu zmieniając pożywkę hodowlaną na taką zawierającą surowicę, te linie NSC różnicowały się w komórki nerwowe i oligodendroglialne in vitro. Kokultura z pierwotną mysią tkanką ośrodkowego układu nerwowego była potrzebna do najskuteczniejszego różnicowania szlaku astroglialnego, innej linii, która naturalnie pochodzi z NSC in vivo i jest ostatnim typem komórki normalnie urodzonym podczas rozwoju; stąd kokultura mogła również „odtworzyć” środowisko in vivo.,

aby ustalić, jak te klony NSC zareagowałyby in situ, autorzy przeszczepili je do komór noworodków myszy. W celu naśladowania niektórych z tych klonów in vivo, zostały one najpierw przetoczone z retrowirusem, który wyraża Gen β-galaktozydazy, który może służyć jako jednoznaczny wizualny marker dla komórek ludzkich w mózgu myszy. Po wprowadzeniu, ludzkie NSCs zaszczepione łatwo do mózgu myszy i migrowały wzdłuż szlaków, które wcześniej wykazano jako naturalne drogi dla tych komórek in vivo., Na przykład badanie mikroskopowe wprowadzonego znacznika β-galaktozydazy wykazało, że komórki przeniosły się do podkorowej i korowej istoty białej myszy, ciałka modzelowatego i żarówki węchowej. Ludzkie NSCs interkalowane z rodzimych neuronów i glia i różnicowane odpowiednio w zależności od otaczających typów komórek i sygnałów. Integrowały się również ze strefami germinalnymi na przeciwległym końcu mózgu i stały się tam odpowiednimi typami komórek nerwowych. Udowodniło to, że pomimo hodowli komórek, klonowania i transfekcji genów, NSCs zachowały swój pluripotentny status in vivo., Ponadto komórki wykazały zdolność do ekspresji obcego genu płynnie wewnątrz tkanki mózgu.

Grupa zademonstrowała możliwość stosowania NSCs w zastosowaniach terapii genowej w warunkach in vitro. Komórki te wyrażają podjednostkę Alfa β-heksosaminidazy, genu, który jest wadliwy w chorobie Tay-Sachsa u ludzi. Następnie mieszali się w komórkach mózgowych myszy, które miały Gen usunięty, aby służyć jako gospodarz dla komórek., Analiza enzymatyczna wykazała, że znaczne ilości aktywnej β-heksosaminidazy są wytwarzane przez mieszaninę komórkową i prowadzi do zmniejszonego gromadzenia się materiału patologicznego w komórkach nerwowych Tay-Sachsa.

jako test in vivo potencjału grawerowania ludzkich linii NSC, wprowadzili klony NSC do mózgów innego wadliwego szczepu myszy, szczepu Meander tail (mea). Ten konkretny mutant ma defekt, który uniemożliwia rozwój wielu neuronów ziarnistych lub przetrwanie w częściach móżdżku., U mutantów mea, po wprowadzeniu do zewnętrznej warstwy ziarnistej móżdżku, ludzki NSCs migrował do właściwej warstwy móżdżku i różnicował się w komórki, które wydawały się identyczne z normalnymi mysimi neuronami ziarnistymi. Ten wyczyn jest godny uwagi, biorąc pod uwagę fakt, że oryginalne komórki używane do tworzenia linii NSC pochodziły z ludzkiego płodu, a nie z móżdżku poporodowego. To osiągnięcie pokazuje plastyczność tych komórek i zachowanie odpowiedzi na normalne sygnały różnicowania u zwierzęcia.,

tak więc ludzkie komórki progenitorowe i macierzyste mogą być izolowane i manipulowane in vitro i In vivo. Zdumiewająca właściwość tych komórek do różnicowania in situ w mózgu biorcy może ostatecznie umożliwić celowe wprowadzenie komórek do określonych regionów w celu skorygowania określonych wad, a także zintegrowanie w bardziej rozpowszechniony sposób dla wielu rodzajów chorób neurologicznych z szeroko rozpowszechnioną patologią.