• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Przeszczepione komórki naprawiają mózg - u otyłych myszy

    28.11.2011. 00:19
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Niewielka liczba odpowiednio dobranych komórek nerwowych, wprowadzonych do uszkodzonego obszaru mózgu myszy, przywraca jego utracone funkcje - ustalili badacze z USA i Polski. Doświadczenia na myszach z defektem prowadzącym do otyłości oraz serię pomiarów dokumentujących skuteczność metody transplantacji neuronów przeprowadzono na Uniwersytecie Harwarda (UH), w Massachusetts General Hospital (MGH) oraz w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN (Instytut Nenckiego) w Warszawie - poinformował Instytut w przesłanym PAP komunikacie.

    Praca opisująca te badania ukazała się właśnie w najnowszym wydaniu czasopisma ,,Science".

    Jak wyjaśnili naukowcy, mózg bez neuronów reagujących na poziom leptyny we krwi nie kontroluje uczucia głodu i sytości. Wada genetyczna tego typu prowadzi do znacznej otyłości u ludzi i zwierząt. Polscy i amerykańscy badacze udowodnili w eksperymentach na myszach, że za pomocą transplantacji niewielkiej liczby nowych neuronów do uszkodzonego obszaru mózgu można przywrócić jego funkcje.

    ,,Spektakularnym efektem przeprowadzonej przez nas naprawy mózgu było znaczne zmniejszenie wagi otyłych myszy z defektem genetycznym, a ponadto istotne zredukowanie niekorzystnych objawów towarzyszących cukrzycy" - powiedział dr Artur Czupryn (Instytut Nenckiego, UH, MGH), pierwszy współautor pracy.

    W medycynie - przypomniano w komunikacie Instytutu Nenckiego - od pewnego czasu próbuje się naprawiać uszkodzone fragmenty mózgu za pomocą przeszczepów z komórek macierzystych. Zabiegi te są ryzykowne. Wszczepione komórki często rozwijają się w sposób niekontrolowany, co najczęściej prowadzi do rozwoju nowotworów.

    Celem prowadzonych od pięciu lat badań na UH, MGH i w Instytucie Nenckiego było wykazanie, że za pomocą niewielkiego przeszczepu komórkowego można zrekonstruować brakujące obwody neuronalne i przywrócić utracone funkcje mózgu.

    ,,W eksperymentach używano myszy z wadą genetyczną, bez receptorów leptyny. Leptyna to białko uwalnianie z komórek tkanki tłuszczowej do krwi podczas jedzenia. Gdy dociera do podwzgórza, oddziałuje z odpowiednimi neuronami, a jego obecność lub niski poziom wzbudzają odpowiednio uczucia sytości lub głodu. Myszy pozbawione receptorów leptyny nie znają uczucia sytości. Ważą nawet dwa razy więcej niż zdrowe osobniki, ponadto cierpią na zaawansowaną cukrzycę" - czytamy w komunikacie.

    Zespół z Harwardu i Instytutu Nenckiego skoncentrował się na przeszczepach niedojrzałych neuronów (neuroblastów) i komórek prekursorowych, czyli swoistych komórek macierzystych, których kierunek rozwoju został już zdeterminowany. Jak podaje Instytut Nenckiego, do przeszczepów zastosowano komórki wyizolowane z niewielkich obszarów rozwijającego się mózgu zarodków zdrowych myszy. W ten sposób zwiększono szansę przekształcenia się komórek wprowadzanych do mózgu biorców w kierunku powstawania neuronów lub towarzyszących im komórek glejowych.

    Zamiast, jak zazwyczaj, milionów komórek, naukowcy wstrzykiwali w podwzgórze myszy zawiesinę zaledwie kilkunastu tysięcy komórek prekursorowych i neuroblastów. Płyn o objętości ok. 300 nanolitrów był wprowadzany do podwzgórza myszy mało inwazyjną metodą - cienką mikropipetą o średnicy tylko kilka razy większej od pojedynczych komórek - opisano w komunikacie.

    ,,Zawiesinę podawaliśmy w precyzyjnie określony rejon podwzgórza myszy, mierzący około 200-400 mikrometrów długości. Znajdowaliśmy go dzięki unikatowej aparaturze USG dostępnej na Uniwersytecie Harwarda. Pozwalała ona prowadzić skomplikowane mikrotransplantacje w sposób nieinwazyjny i z niespotykaną precyzją, ponieważ mogliśmy obrazować z dużą rozdzielczością zarówno struktury mózgowe, jak i wprowadzaną mikropipetę" - wyjaśnił dr Czupryn.

    Wszystkie przeszczepiane komórki znakowano za pomocą białka fluorescencyjnego, co umożliwiało śledzenie ich losów w mózgach biorców. Obserwacje przeprowadzane 20 i więcej tygodni po zabiegu wykazały, że prawie połowa wszczepionych komórek przekształcała się w komórki nerwowe o typowej morfologii, produkujące białka charakterystyczne dla normalnych neuronów.

    ,,Stosując wyrafinowane techniki badawcze udowodniono odtworzenie całej gamy brakujących rodzajów neuronów w mózgowym ośrodku regulacji głodu i sytości - czytamy w komunikacie Instytutu. - Co więcej, nowe neurony miały wykształcone synapsy i komunikowały się z pozostałymi neuronami w mózgu, a także prawidłowo reagowały na zmieniające się poziomy leptyny, glukozy i insuliny".

    Ostatecznym dowodem na przywrócenie poprawnego funkcjonowania podwzgórza myszy były pomiary masy ciała i znaczników metabolicznych we krwi. W przeciwieństwie do kontrolnej populacji otyłych myszy z wadą genetyczną, myszy z wszczepionymi neuronami miały wagę zbliżoną do prawidłowej. Zaobserwowano też odwrócenie niekorzystnych zmian parametrów metabolicznych we krwi.

    ,,W literaturze naukowej opisano dotychczas szereg prób przeszczepiania komórek do mózgu. My udowodniliśmy, że za pomocą naprawdę niewielkiego przeszczepu neuroblastów i komórek prekursorowych potrafimy odtworzyć uszkodzone fragmenty mózgu i wpłynąć na zachowanie całego organizmu. Pokazaliśmy, że można wprowadzać nowe neurony, które funkcjonują prawidłowo, dobrze integrują się z tkanką nerwową biorców i dzięki nim możliwe jest przywrócenie brakujących funkcji mózgu. Metoda okazała się przy tym mało inwazyjna, a także bezpieczna, ponieważ nie doprowadzała do powstawania nowotworów" - podsumowuje dr Czupryn.

    Jak napisano w komunikacie, wyniki otrzymane przez grupę z Uniwersytetu Harwarda i Instytutu Nenckiego wyznaczają obiecujący kierunek badań, który może doprowadzić do opracowania terapii naprawczych. Nowa metoda mogłaby pomóc np. w usuwaniu skutków udarów mózgu lub efektywniejszym leczeniu choroby Parkinsona, którą wiąże się z niesprawnością dość dobrze określonego obszaru mózgu. Naukowcy podkreślają jednak, że zanim terapie oparte na ich pomyśle trafią do klinik i szpitali, potrzebne będą długie lata eksperymentów, badań i testów.

    Dr Artur Czupryn pracował kilka lat w Massachusetts General Hospital i Harwardzkiej Akademii Medycznej, obecnie jest pracownikiem Instytutu Nenckiego. W opisanym projekcie uczestniczyły zespoły Jeffreya D. Macklisa, Jeffreya S. Fliera oraz Matthew P. Andersona z Harvard Medical School, Massachusetts General Hospital, Harvard Stem Cell Institute, Harvard University oraz Beth Israel Deaconess Medical Center w Bostonie.

    ,,Metody badawcze zastosowane w projekcie są obecnie rozwijane w Instytucie Nenckiego dzięki grantowi z Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego" - zaznaczono w komunikacie.

    PAP - Nauka w Polsce

    agt/ tot/



    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Komórki Purkiniego (ang. Purkinje cells) – typ neuronów GABA-ergicznych kory móżdżku. Obok komórek Betza należą do największych neuronów występujących w mózgu człowieka. Aksony komórek Purkiniego dochodzą do istoty białej móżdżku i ulegają przełączeniu na jądra móżdżku i jądra przedsionkowe. Światowy Tydzień Mózgu, Tydzień Mózgu (ang. Brain Awareness Week) – święto mające na celu popularyzację wiedzy o mózgu i jego działaniu. Obchodzone 12-16 marca od 1996 pierwszy raz w Stanach Zjednoczonych (zapoczątkowane przez Dana Alliance for Brain Initiatives), a w Polsce od 1999 roku. Obchody są organizowane z inicjatywy Instytutu Nenckiego oraz wspierane przez Polskie Towarzystwo Badań Układu Nerwowego, Komitet Neurobiologii PAN i Stowarzyszenie na Rzecz Krzewienia Wiedzy o Mózgu DANA. Akcje edukacyjne odbywają się m.in. w Warszawie i Krakowie. Wstrząśnienie mózgu – zaburzenie czynności pnia mózgu, będące wynikiem urazu lub zniesienia czynności komórek zwojowych mózgu bez znaczących zmian anatomicznych.

    Kora mózgu - struktura mózgu, w części kresomózgowia, zbudowana z istoty szarej, którą stanowią komórki neuronów. Jest największą częścią płaszcza, pokrywa obydwie półkule kresomózgowia. Tworzy ją około 10 mld komórek nerwowych ułożonych w sześciu warstwach o różnej grubości. Dominują w niej komórki piramidalne (najbardziej charakterystyczne dla kory), gwiaździste (głównie w czwartej warstwie) oraz wrzecionowate (w najgłębszej warstwie kory). Kora mózgu osiąga grubość do 4,5 mm. Jest bardzo silnie pofałdowana, dzięki czemu przy mniejszej objętości posiada większą powierzchnię czynną - 2 500 cm u człowieka , co odpowiada powierzchni kuli o średnicy 28 cm. Rak mózgu – nieprawidłowe pojęcie, mające określać nowotworowy guz mózgu. Błąd polega na tym, że określenie rak w medycynie jest zarezerwowane dla nowotworów złośliwych wywodzących się z komórek nabłonkowych. W mózgu takich komórek jest stosunkowo mało. W obrębie ośrodkowego układu nerwowego, występuje rzadki rak splotu naczyniówkowego, wywodzący się z komórek produkujących płyn mózgowo-rdzeniowy. W mózgu mogą być również obecne przerzuty raków innych narządów (głównie raka płuc i raka piersi).

    Hipokretyna (oreksyna) – neuropeptyd wytwarzany przez grupę komórek nerwowych znajdujących się w podwzgórzu i pniu mózgu a jej receptory znajdują się w różnych regionach mózgu. Oreksyna reguluje, kiedy stan snu i czuwania jest stosowny dla organizmu w interakcji z systemem regulującym emocje (unikanie zagrożenia), nagrodę i równowagę energetyczną organizmu. Utrata neuronów produkujących ten ważny neuroprzekaźnik prowadzi do zaburzeń koncentracji uwagi i narkolepsji, choroby o podłożu neurologicznym objawiającej się niekontrolowanym zapadaniem w sen. W badaniach współfinansowanych przez DARPA stwierdzono u wyspanych rezusów, że oreksyna podana dożylnie powoduje osłabienie funkcji poznawczych, w przeciwieństwie do podania rozpylonego roztworu do nosa. Podanie dożylne powoduje zmniejszenie upośledzenia funkcji poznawczych u rezusów pozbawionych snu przez okres 30–36 godzin, a podanie donosowe powoduje całkowite zniesienie efektu niewyspania. U myszy oreksyna, razem z przedłużającym się okresem pozbawienia snu, zwiększa poziom β-amyloidu, którego płytki występują w chorobie Alzheimera. Komórki NC (ang. Natural Cytotoxic cells – komórki naturalnie cytotoksyczne) – hipotetyczne i być może nieistniejące komórki, którym przypisuje się cytotoksyczność naturalną. Istnienie tych komórek opisano u myszy, u których wraz z wiekiem dochodzi do utraty aktywności komórek NK, ale jednocześnie wciąż istnieje grupa komórek, która wykazuje cytotoksyczność naturalną nie zanikającą w trakcie starzenia się . Nie posiadają one markerów różnicowania komórek NK , mają natomiast zdolność lizowania komórek nowotworowych i są pobudzane przez IL-2 i IL-3 . Komórki NC nie posiadają także cech właściwych limfocytom T, limfocytom B oraz makrofagom . W trakcie rozwoju osobniczego pojawiają się wcześnie - ich aktywność opisano już w 10-dniowych zarodkach mysich .

    Neuroblast – komórka macierzysta dla neuronów oraz komórek glejowych. Neuroblasty różnicują się w kierunku neuronów i komórek gleju przede wszystkim w okresie embrionalnym, ale proces neurogenezy zachodzi również w mózgowiu ssaków w okresie postnatalnym. Wykazano obecność neuroblastów w strefie przyziarnistej zakrętu zębatego i w strefie przykomorowej komór bocznych (ang. subventricular zone, SVZ) Encefalomalacja, rozmiękanie mózgu (łac. encephalomalatio) – martwica rozpływna komórek tkanki nerwowej w danej części mózgu, spowodowana np. udarem mózgu.

    Nancy Etcoff (ur. 1955) – psycholog, ukończyła Harvard University, doktorat z psychologii otrzymała na Boston University, a pracę naukową kontynuowała później na MIT, robiąc specjalizację z nauk o mózgu i kognitywistyki. Wykłada i prowadzi badania na wydziale Harvard Medical School oraz przy projekcie umysł/mózg/zachowanie Uniwersytetu Harvarda. Kieruje programem dotyczącym estetyki i zachowania zdrowia na Wydziale Psychiatrii Głównego Szpitala w Massachusetts. Przez ponad 15 lat prowadziła badania dotyczące percepcji urody, emocji i mózgu.

    Jądra szwu (łac. nuclei raphes) – zgrupowanie serotoninergicznych komórek nerwowych w pniu mózgu. Ich główną funkcją jest uwalnianie serotoniny do mózgu. Uważa się, że leki przeciwdepresyjne z grupy SSRI działają na to jądro, a także na komórki, które są celem serotoniny wytwarzanej w tym jądrze.

    Komórki Betza lub olbrzymie komórki piramidowe – rodzaj neuronów piramidowych zlokalizowanych w V warstwie istoty szarej pierwszorzędowej kory ruchowej (M1). Zostały opisane w 1874 roku przez rosyjskiego anatoma i histologa Władimira Betza. Są to jedne z największych komórek ośrodkowego układu nerwowego, ich perikariony mają nawet 100 μm średnicy. Komórki Betza wysyłają aksony do rdzenia kręgowego, gdzie tworzą synapsy z komórkami rogów przednich, stanowią zatem pierwszy neuron dróg piramidowych (nazwa komórek piramidowych wzięła się jednak od ich kształtu, zanim poznano dokładny przebieg dróg piramidowych). Komórki Betza mają jeden apikalny dendryt, jak inne komórki piramidowe, poza nim mają też liczne odgałęziające się w różnych komórkach asymetryczne dendryty, z których większość dochodzi do warstw V i VI kory, a także głębiej, do istoty białej mózgu. Według jednej pracy, komórki Betza stanowiły do 10% populacji wszystkich komórek piramidowych warstwy Vb pierwotnej kory ruchowej.

    Dodano: 28.11.2011. 00:19  


    Najnowsze