211service.com
Behandling af muskeldystrofi med stamceller
Forskere ved University of Texas Southwestern Medical Center (UT Southwestern) har brugt embryonale stamceller fra mus til at dyrke muskelceller. Disse samme celler, injiceret i mus med en mild form for muskeldystrofi, dannede sunde, funktionelle muskelfibre på stedet for forringet væv. Forskere siger, at forskningen, mens den stadig er i sine tidlige stadier, i sidste ende kan føre til en cellebaseret terapi for patienter med muskelsvind og andre muskelrelaterede sygdomme. Forskningen blev for nylig offentliggjort i online-udgaven af Naturmedicin .
At lave muskler: Embryonale stamceller fra mus blev brugt til at dyrke sunde, funktionelle muskelfibre. Billedet ovenfor viser en blanding af museembryonale stamceller (farvet grøn) og dystrofin (farvet rød), et protein, der er afgørende for korrekt muskelfunktion.
Ifølge Muskelsvindforeningen , omkring 250.000 mennesker i USA har en eller anden form for sygdommen. Den mest kendte, Duchenne muskeldystrofi, er forårsaget af en genetisk mutation, der forstyrrer dannelsen af dystrofin, et vigtigt protein involveret i dannelsen af muskelceller. I mangel af dystrofin er musklerne ude af stand til at regenerere, og de svækkes gradvist og forsvinder. Til sidst overtages det forringede område af fedt og bindevæv.
Rita Perlingeiro , assisterende professor i udviklingsbiologi ved UT Southwestern, siger, at embryonale stamceller kan være nøglen til at vende muskeldystrofis invaliderende virkninger. Fordelen ligger i cellernes pluripotens - evnen til at forvandle sig til enhver moden celle, det være sig knogle, muskel eller brusk. Imidlertid har mange forskere fundet det svært at lede hver stamcelle i en kultur til at danne en bestemt type celle. I laboratorieforsøg ender forskerne ofte med en blanding af celler, der, når de sprøjtes ind i et dyr, danner store klynger, der ligner en tumor.
Så Perlingeiro og hendes team satte sig to hovedmål: at finde det rigtige sæt af signaler til at omdanne embryonale stamceller til muskelceller og at lede efter måder at isolere muskelceller fra resten af dyrkningsmediet for at injicere en dosis af rene muskelceller til en musemodel.
Ved normal embryologisk udvikling bliver stamceller til forskellige væv og knogler, afhængigt af en kombination af molekylære og genetiske signaler. I tilfælde af muskelceller har tidligere forskning vist, at genet Pax-3 er essentielt til at pege stamceller ned ad vejen til muskeldannelse. Med denne viden dyrkede Perlingeiro og hendes team embryonale stamceller fra mus i en kulturskål og manipulerede derefter opløsningen genetisk til at overudtrykke Pax-3. De fandt ud af, at sammenlignet med blandinger uden Pax-3 dannede et betydeligt antal stamceller udsat for det aktiverede gen muskelceller.
Det var dog ikke alle cellerne, der blev til muskler, og da holdet injicerede opløsningen i en mus med en mild form for muskeldystrofi, fik blandingen til at danne tumorer. Holdet fokuserede derefter på at udvikle en identifikationsproces, der ville få muskelceller til at skille sig ud fra resten af løsningen. Endnu en gang kiggede Perlingeiro på grundlæggende udviklingsforskning og fandt ud af, at under normal muskeldannelse i embryoet viser stamceller, der bliver meget tidlige versioner af muskelceller, visse overflademolekyler eller markører. Holdet gentog den første fase af sit eksperiment, udsatte embryonale stamceller for Pax-3 og ledte efter de afslørende markører, der indikerer muskelceller. Forskerne isolerede derefter disse celler og skabte en løsning, der udelukkende bestod af muskelceller.
Som forberedelse til at injicere den nye opløsning i en musemodel, injicerede holdet først kardiotoksin i musens ben. Effekten hæmmede produktionen af dystrofin, hvilket forårsagede en svækkelse af musklen - en tilstand, der ligner muskeldystrofi. Perlingeiro og hendes kolleger injicerede derefter musen med muskelcelleopløsningen. Holdet tog derefter muskelbiopsier og fandt efter immunfarvning, at sammenlignet med mus, der ikke modtog opløsningen, udviste behandlede mus mere dystrofin, hvilket tyder på sund muskelregenerering.
For at bekræfte deres resultater kørte forskerne begge grupper af mus på et løbebånd; de fandt ud af, at de mus, der modtog opløsningen, overlevede gruppen, der ikke gjorde det. Perlingeiro gik et skridt videre: efter at have ofret begge dyregrupper, trak hun og hendes kollegaer alle benmuskler ud, behandlet eller ubehandlet. De placerede derefter hver muskel i et bad og testede dens styrke ved at udsætte den for en elektrisk impuls. Holdet fandt ud af, at de stærkere sammentrækninger kom fra musklerne behandlet med den stamcelle-afledte opløsning.
Perlingeiro siger, at undersøgelsens resultater er opmuntrende, da hun en dag forestiller sig at give stamcellebaseret terapi til mennesker med muskelsvind og andre muskelrelaterede sygdomme. Der skal dog flere opfølgende undersøgelser til, før teknikken kan anvendes på mennesker.
Jeg har en lang to-do-liste, siger Perlingeiro. Vi vil gerne bruge den samme teknik på menneskelige embryonale stamceller.
For nylig var forskere i stand til at omdanne menneskelige hudceller til embryonale stamceller, en teknik, der omgår de vanskelige problemer, der i øjeblikket er omkring brugen af embryonale stamceller. Perlingeiro siger, at kombinationen af denne teknik med hendes muskelafledte metode en dag kan give effektiv og effektiv behandling af sygdomme som muskelsvind.
Hvis vi kan omprogrammere hudceller til at blive pluripotente og bruge Pax-3 til at lave muskler, så ville vi være i stand til at lave celler fra patienten, og vi ville ikke stå over for etiske problemer eller problemer med afvisning, siger Perlingeiro.
Paul Muhlrad, en forskningsprogramkoordinator for Muscular Dystrophy Association, siger, at undersøgelsens resultater er et lovende skridt mod effektiv behandling af muskelrelaterede sygdomme. Disse forskere præsenterer et fint principbevis på, at embryonale stamceller kan omdannes til muskelproducerende celler i laboratoriet og bruges til at levere sunde muskler til mennesker med Duchennes muskeldystrofi, siger Muhlrad. Selvfølgelig blev disse eksperimenter udført med mus. Vi mangler endnu at se, om de vil virke på mennesker, men denne undersøgelse giver os meget håb.