Vi har vant oss vid tanken på mänsklig organtransplantation. Transplantationer av fasta organ som hjärtan, njurar och lever, liksom benmärg, har blivit de livräddande behandlingarna som valts för vissa sjukdomar. Utredare tittar även på sätt att framgångsrikt transplantera organ från djur som grisar till människor. Men hur är det med att transplantera en mänsklig hjärna?

även om transplantation en hel mänsklig hjärna verkar långsökt, transplantation enskilda cellpopulationer är inte., I själva verket har överföringen av fostrets donator neurala transplantat visats i upprepade studier för att korrigera några av de motorfel som finns hos patienter med Parkinsons sjukdom. När det gäller gnagare som ett studiesystem har utredare fortsatt att visa att neurala stamceller (NSCs) också kan isoleras och användas som donatorceller. NSCs kan isoleras från dissocierade gnagare hjärnor och förökas in vitro genom tillsats av extracellulära tillväxtfaktorer (såsom EGF eller bFGF) eller införandet av tillväxtfrämjande gener (såsom v-myc eller stor t-antigen).,

som en naturlig uppföljning av gnagararbetet bestämde sig dessa författare för att utveckla ett graftable system av mänskliga NSCs. För det första isolerade de cellsuspensioner från periventrikulära regionen hos ett 15-veckors gammalt mänskligt foster, ett område som är en rik källa till NSCs hos gnagare. Därefter odlade de dessa celler i en alternerande blandning av EGF och bFGF i flera månader, screenade befolkningen för sin förmåga att engraft och klonade sedan ut individuella, stabila cellinjer. (De introducerade också den tillväxtfrämjande v-myc-genen i vissa experiment, men det visade sig vara onödigt i slutändan.,) Genom att helt enkelt ändra odlingsmediet till ett innehållande serum differentierade dessa NSC-linjer i neurala och oligodendrogliala celler in vitro. Kokkultur med primär murinvävnad i centrala nervsystemet behövdes för att driva differentiering mest effektivt ner i astroglialvägen, en annan härstamning som naturligt härrör från NSC in vivo och är den sista celltypen som normalt är född under utveckling.därför kan kokkulturen väl ha ”återskapat” in vivo-miljön.,

för att bestämma hur dessa NSC-kloner skulle reagera på plats, transplanterade författarna dem i ventriklarna hos nyfödda möss. För att följa några av dessa kloner in vivo transfekterades de först med ett retrovirus som uttrycker β-galaktosidasgenen som kan fungera som en entydig visuell markör för mänskliga celler i en mushjärna. Efter introduktion, de mänskliga NSCs ingraverat lätt i murina hjärnan och migrerade längs vägar som tidigare har visats som naturliga vägar för dessa celler in vivo., Till exempel visade mikroskopisk undersökning av den införda β-galaktosidastaggen att cellerna flyttade till musens subkortiska och kortikala vita materia, corpus callosum och olfaktoriska glödlampa. De mänskliga NSCs intercalated med infödda neuroner och glia, och differentieras på lämpligt sätt beroende på de omgivande celltyper och ledtrådar. De integrerade också i de germinala zonerna i motsatt ände av hjärnan och blev lämpliga neurala celltyper där. Detta visade att NSCs, trots cellkultur, kloning och gentransfektion, behöll sin pluripotenta status in vivo., Dessutom visade cellerna förmågan att uttrycka en främmande gen sömlöst i hjärnans Tyg.

gruppen fortsatte med att visa möjligheten att använda NSCs i genterapiapplikationer i en in vitro-inställning. Dessa celler uttrycker alfa-subenheten av β-hexosaminidas, den gen som är defekt i Tay-Sachs sjukdom hos människor. De blandas sedan i mus hjärnceller som hade genen bort för att fungera som värd för cellerna., Genom enzymanalys visade de att betydande mängder av det aktiva β-hexosaminidaset producerades av cellblandningen och resulterade i minskad ackumulering av patologiskt material i Tay-Sachs nervceller.

som ett in vivo-test av engraftingpotentialen hos de mänskliga NSC-linjerna introducerade de NSC-kloner i hjärnan hos en annan defekt musstam, meander tail (mea) – stammen. Denna speciella mutant har en defekt som förhindrar att många granulära neuroner utvecklas eller överlever i delar av cerebellum., I mea-mutanter migrerade de mänskliga NSCs efter införandet i det yttre granulärskiktet i cerebellum till det korrekta lagret av cerebellum och differentierades till celler som verkade identiska med normala musgranula neuroner. Denna prestation är anmärkningsvärd med tanke på att de ursprungliga cellerna som användes för att skapa NSC-linjerna härleddes från den mänskliga fosterperiventrikulära regionen, inte postnatal cerebellum. Denna prestation visar plasticiteten hos dessa celler och retentionen av ett svar på normal differentiering av ledtrådar i djuret.,

således kan humana neurala stamceller och stamceller nu isoleras och manipuleras in vitro och in vivo. Den fantastiska egenskapen hos dessa celler att differentiera in situ i mottagarhjärnan kan så småningom tillåta riktad införande av celler i definierade regioner för att korrigera specifika defekter, samt att integrera på ett mer spritt sätt för många typer av neurologiska sjukdomar med utbredd patologi.