transplanturile de neuron au reparat circuitele creierului și funcția substanțial normalizată la șoareci cu o tulburare cerebrală, un avans care indică faptul că zonele-cheie ale creierului de mamifere sunt mai reparate decât a fost considerat pe scară largă Dezvoltarea lor în hipotalamusul șoarecilor care nu pot răspunde la leptină, un hormon care reglează metabolismul și controlează greutatea corporală. Acești șoareci mutanți devin de obicei obezi morbid, dar transplanturile neuronale au reparat circuite creierului defect, permițându-le să răspundă la leptină și astfel să aibă o creștere substanțial mai mică în greutate.
repararea la nivelul celular al hipotalamusului – un critic și regiunea complexă a creierului care reglementează fenomenele, cum ar fi foamea, metabolismul, temperatura corpului și comportamentele de bază, cum ar fi sexul și agresiunea – indică posibilitatea unor noi abordări terapeutice ale condițiilor de nivel superior, cum ar fi leziunea măduvei spinării, autismul, epilepsia, ALS (boala lui Lou Gehrig), boala Parkinson și boala Huntingtonului.
DIV id = „B0DE7C09B7”>
„Există doar două zone ale creierului care sunt cunoscute în mod normal supus înlocuirii neuronale la scară largă în timpul la vârsta adultă a unui nivel celular – așa-numita „neurogeneză” sau nașterea noilor neuroni – bulbul olfactiv și subregiunea hipocampului numit gyrusul dentar, cu dovezi emergente de neurogeneză de nivel inferior în hipotalamus „, a spus Jeffrey Macklis , Profesor universitar din Harvard și biologie regenerativă și profesor HMS de neurologie la MGH și unul dintre cei trei autori corespondenți pe hârtie. „Neuronii adăugați în timpul adulți în ambele regiuni sunt, în general, mici și se credeau că acționează un pic ca Controlul volumului asupra semnalizării specifice. Aici am reluat un sistem la nivel înalt de circuite cerebrale care nu se confruntă în mod natural de neurogeneză și aceasta a restabilit funcția substanțial normală. „
Cei doi alți autori superiori de pe hârtie sunt Jeffrey Fluier, Decan de Harvard Școala medicală și Matthew Anderson, profesor HMS de patologie la Bidmc.
Constatările trebuie să apară pe 25 noiembrie în știință.
în 2005, Flier, apoi George C. Reisman Profesor de medicină la Bidmc a publicat un studiu de reper, de asemenea în știință, arătând că un medicament experimental a impresiat adăugarea de neuroni noi în hipotalamus și a oferit un potențial tratament pentru obezitate. Dar, în timp ce constatarea a fost izbitoare, cercetătorii nu au fost nesiguri dacă noul celule au funcționat ca neuroni naturali neurodegenerare sau leziuni neuronale. Într-un studiu de natură din punct de reper 2000, cercetătorii au demonstrat inducerea neurogenezei la cortexul cerebral al șoarecilor adulți, unde nu se întâmplă în mod normal. În timp ce aceste experimente și experimente de urmărire au apărut pentru a reconstrui circuitul creierului anatomic, nivelul noului neuron al neuronilor a rămas nesigur.
Pentru a afla mai multe, Flier, un expert în biologia obezității, a colaborat cu Macklis, Un expert în dezvoltarea și repararea sistemului nervos central și Anderson, expert în circuitele neuronale și modelele de boală neurologică de șoarece.
Grupurile au folosit un model de șoarece în care creierul nu are capacitatea de a răspunde la leptină. Fluierul și laboratorul său au studiat mult timp acest hormon, care este mediată de hipotalamus. Deschiderea la semnalizarea Leptinei, acești șoareci devin periculos supraponderali.
Cercetarea anterioară a sugerat că patru clase principale de neuroni au permis creierului să proceseze semnalizarea leptină. Postdocs Artur Czupryn și Maggie Chen, din laboratoarele lui Macklis și Flys, respectiv, transplantate și au studiat dezvoltarea celulară și integrarea celulelor progenitoare și neuronii foarte imaturi din embrionii normali în hipotalamusul șoarecilor mutanți utilizând mai multe tipuri de analize celulare și moleculare. Pentru a plasa celulele transplantate în exact regiunea corectă și microscopică a hipotalamusului destinatarului, au folosit o tehnică numită microscopie cu ultrasunete de înaltă rezoluție, creând ceea ce Macklis a numit „hipotalamus himeric” – ca animalele cu caracteristici mixte din mitologia greacă.
postdoc yu-dong zhou, de la laboratorul lui Anderson, a efectuat o analiză electrofiziologică aprofundată a neuronilor transplantați și a funcției lor în circuitele de destinatar, profitând de verde strălucitor al neuronilor dintr-o proteină fluorescentă de meduze Un marker.
Acești neuroni nascenți au supraviețuit procesului de transplant și au dezvoltat structural, molecular și electrofiziologic în cele patru tipuri cardinale de neuroni centrale pentru semnalizarea leptină. Noii neuroni integrați funcțional în circuite, răspunzând la leptină, insulină și glucoză. Șoarecii tratați s-au maturat și au cântărit cu aproximativ 30% mai puțin decât frații sau frații lor netratați tratați în moduri alternative multiple.
Cercetătorii au investigat apoi măsura precisă la care acești neuroni noi au fost conectați la circuitele creierului folosind teste moleculare , Microscopie electronică pentru vizualizarea celor mai bune detalii ale circuitelor și electrofiziologia de strângere de patch-uri, o tehnică în care cercetătorii folosesc electrozi mici pentru a investiga caracteristicile neuronilor individuali și perechile de neuroni în detaliu. Deoarece noile celule au fost etichetate cu etichete fluorescente, Postdocs Czupryn, Zhou și Chen ar putea localiza cu ușurință.
Echipa Zhou și Anderson a constatat că neuronii nou dezvoltați au comunicat neuronilor beneficiari prin contacte sinaptice normale și că creierul, la rândul său, a semnalat înapoi. Răspunzând la leptină, insulină și glucoză, acești neuroni s-au alăturat efectiv rețelei creierului și au reluat circuitul deteriorat.
„Este interesant de remarcat că aceste neuroni embrionari au fost conectați cu mai puțină precizie decât s-ar putea gândi” Fluierul a spus. „Dar asta nu pare să conteze. Într-un sens, acești neuroni sunt ca antene care au fost imediat capabili să ridice semnalul leptină. Din perspectiva echilibrului energetic, am fost lovită că un număr relativ mic de neuroni normali genetic poate repara atât de eficient circuitul. „
” Constatarea faptului că aceste celule embrionare sunt atât de eficiente la integrarea cu nativul Circuirile neuronale ne face destul de încântați de posibilitatea aplicării unor tehnici similare cu alte boli neurologice și psihiatrice de interes deosebit pentru laboratorul nostru „, a declarat Anderson.
Cercetătorii își numesc concluziile o dovadă a conceptului pentru ideea mai largă că noii neuroni se pot integra în mod specific pentru a modifica circuitele complexe care sunt defecte într-un creier de mamifere.
Cercetătorii sunt interesați de investigarea în continuare a neurogenezei controlate – direcționarea creșterii neuronilor noi în creier din interior – subiectul mult din Cercetarea lui Macklis, precum și hârtia lui Fly 2005 și o trasee potențiale către noi terapii.
„Următorul pas pentru noi este de a pune întrebări paralele ale altor părți ale creierului și coloanei vertebrale D, cei implicați în ALS și cu leziuni ale măduvei spinării „, a spus Macklis. „În aceste cazuri, putem reconstrui circuitul în creierul de mamifere? Bănuiesc că putem.”
Acest studiu a fost finanțat de Institutul Național de Sănătate, Fondul Jane și Lee Seidman pentru cercetarea sistemului nervos central , Fondul Emily și Robert Pearlstein pentru repararea sistemului nervos, Fundația Picower, Institutul Național de Tulburări neurologice și accident vascular cerebral, autism vorbește, iar Fundația Familiei Nancy Lurie Marks.