Teadlased leiavad rakke, mis parandavad seljaaju

Teadlased leiavad rakke, mis parandavad seljaaju
Teadlased leiavad rakke, mis parandavad seljaaju
Anonim

St. Louis, 23. mai 2000 – Pärast tormist ilma astuvad liinimehed elektriisolatsiooni välja vahetama. Nüüd on teadlased koolitanud rakkude tööjõu vigastatud seljaajusse minema ja jooned ümber mähkima. Lihtsaid ja odavaid tehnikaid kasutades muutsid nad embrüonaalsed tüvirakud närvisüsteemi rakkudeks, mida nimetatakse oligodendrotsüütideks. Kui oligodendrotsüüdid süstiti vigastatud või mutantsete rottide seljaajusse, isoleerisid nad uuesti paljad närviaksonid. Need pikad närvirakkude käed kannavad sõnumeid mööda seljaaju üles ja alla.

"See on esimene tõestus, et embrüonaalsetest tüvirakkudest pärinevad oligodendrotsüüdid võivad vigastatud täiskasvanu närvisüsteemis remüeliniseeruda," ütleb John McDonald, M.D., Ph.D. "See on asjakohane, kuna haigusseisundid, mis põhjustavad müeliini kadu, nagu seljaaju vigastus, insult, hulgiskleroos ja põikmüeliniit, esinevad peamiselt täiskasvanutel."

McDonald on neuroloogia ja neuroloogilise kirurgia abiprofessor Washingtoni ülikooli meditsiinikoolis St. Louisis. Tema uurimisrühm teatab oma tulemustest ajakirja Proceedings of the National Academy of Sciences 23. mai numbris.

Müeliin on rasvmaterjal, mis isoleerib närvisüsteemi sideliine. Need aksonitest moodustatud jooned võimaldavad ajul suhelda ülejäänud kehaga. Kuid nad lakkavad töötamast, kui nad kaotavad oma müeliini, nagu sageli juhtub, kui seljaaju on kahjustatud. "Muidu tervete aksonite remüeliniseerimine võib olla praktiline viis aidata seljaajuhaigetel parandada selliseid funktsioone nagu põie kontroll või jäsemete liikumine," ütleb McDonald.

Embrüonaalsed tüvirakud võivad areneda mis tahes tüüpi rakkudeks kehas.Kuid David I. Gottlieb, Ph.D, neurobioloogia professor ning biokeemia ja molekulaarbiofüüsika dotsent, avastas varem, et retinoehappe õigeaegne kasutamine veenab neid saama närvisüsteemi rakkude: neuronite, astrotsüütide ja oligodendrotsüütide eelkäijateks. Käesolevas uuringus näitas McDonaldsi meeskond, et nende segakultuuride oligodendrotsüüdid mähivad neuronite aksoneid müeliiniga. Pealegi olid aksonid üheksa päeva võrra tihed alt mähitud – umbes kuu aega varem kui siis, kui ajust või seljaajust võetud oligodendrotsüüdid remüeliniseerisid kultiveeritud neuronite aksoneid.

Teadlased said ka esimesed peaaegu puhtad oligodendroktiide kultuurid hiire embrüonaalsetest tüvirakkudest. Trikk, mille nad avastasid, seisnes segakultuuride ülekandmises seerumit sisaldavast söötmest oligodendrotsüütide eelistatud kasvufaktoreid sisaldavasse söötmesse. Viimases etapis lisasid nad söötme, mida olid kasutanud ebaküpsed oligodendrotsüütide prekursorrakud ja mis seetõttu sisaldas aineid, mida rakud olid sekreteerinud.Umbes 90 protsenti saadud rakkudest olid oligodendrotsüüdid.

Edasised katsed näitasid, et nii segakultuuride kui ka peaaegu puhaste kultuuride oligodendrotsüüdid võivad elusloomadel ellu jääda ja tööle hakata. Esiteks siirdasid teadlased segakultuurid rottidele, kelle seljaaju rindkere oli kolm päeva varem süstitud demüeliniseerivat kemikaali. Nad märgistasid hiirerakud mitmel viisil, et eristada neid rotirakkudest.

Nädal pärast siirdamist tuvastasid nad kahjustatud piirkonnas hiirerakud. Enamik neist rakkudest olid muutunud oligodendrotsüütideks, arvatavasti vastusena demüeliniseerunud nööri signaalidele. Lisaks olid need oligodendrotsüüdid funktsionaalsed. "Leidsime väga kiire müelinisatsiooni, " ütleb McDonald. "Nägime isegi tihed alt mähitud aksoneid nädala jooksul pärast siirdamist."

Teadlased siirdasid peaaegu puhtad oligodendrotsüütide kultuurid külmavärinate hiirte seljaajudesse.Kuna need loomad ei suuda toota müeliini põhikomponenti, mida nimetatakse müeliini põhivalguks, mähitakse nende aksonid ainult lõdv alt. Üheksa päeva pärast siirdamist olid hiire oligodendrotsüüdid süstekohast mitu millimeetrit migreerunud. Kuu aja pärast olid mõned aksonid tihed alt mähitud 10–15 müeliinikihiga, selgus transmissioonielektronmikroskoopia käigus.

"Need uuringud näitavad, et embrüonaalsetest tüvirakkudest pärinevad oligodendrotsüüdid võivad kultuuris müeliniseerida aksoneid ning ellu jääda ja aksoneid müeliniseerida defektsete või vigastatud seljaajudega täiskasvanud loomadel," ütleb McDonald. "Seetõttu võivad müeliini tootvate rakkude siirdamine pakkuda pragmaatilist lähenemisviisi olulise neuroloogilise funktsiooni taastamiseks. Ja meie väljatöötatud meetodid võivad toota selliseid rakke piiramatul hulgal."

Liu S, Qu Y, Stewart TJ, Howard MJ, Chakrabortty S, Holekamp TF, McDonald JW. Embrüonaalsed tüvirakud diferentseeruvad kultuuris ja pärast seljaaju siirdamist oligodendrotsüütideks ja müeliniseeruvad. Proceedings of the National Academy of Sciences, 23. mai 2000.

Toetused riiklikult närvihäirete ja insuldi instituudilt, W.M. Kecki fond ja NFL-i heategevusorganisatsioonid toetasid seda uuringut.

Washingtoni ülikooli meditsiinikooli täiskohaga ja vabatahtlikud õppejõud on Barnes-Jewish'i ja St. Louis'i lastehaigla arstid ja kirurgid. Meditsiinikool on üks juhtivatest meditsiiniuuringute, õppe- ja patsiendihooldusasutustest riigis. Tänu oma sidemetele Barnes-Jewish ja St. Louisi lastehaiglatega on meditsiinikool seotud BJC tervishoiusüsteemiga.

Populaarne teema