Ny metode til fremstilling af neuroner kan føre til Parkinsons behandling

En ny metode til at syntetisere dopamin-producerende neuroner, den fremherskende type hjernecelle ødelagt i Parkinsons sygdom, giver håb om at skabe celleerstatningsterapier, der retter skaden.

Fornyelse af hjernen: Humane dopaminproducerende celler (markeret med rødt og grønt) overlever og fungerer, når de transplanteres ind i hjernen på rotter med hjerneskade, der ligner Parkinsons sygdom.

Metoden giver en effektiv måde at lave funktionelle celler på. Når de blev transplanteret til mus og rotter med hjerneskade og bevægelsesproblemer, der ligner Parkinsons, integrerede cellerne sig i hjernen og fungerede normalt, hvilket vendte dyrenes motoriske problemer.

Fundet bringer forskerne et skridt tættere på at teste en stamcelle-afledt terapi hos patienter med denne lidelse. Vi har endelig en celle, der ser ud til at overleve og fungere, og en cellekilde, som vi nemt kan skalere op, siger Lorenz Studer , en forsker ved Sloan Kettering Institute og seniorforfatter på den nye undersøgelse. Det gør os optimistiske om, at dette potentielt kan blive brugt til patienter i fremtiden.

Forskningen fremhæver også udfordringerne ved at generere celler til vævserstatningsterapi, hvilket viser, at subtile forskelle i den måde, cellerne fremstilles på, kan have en enorm indflydelse på, hvor godt de fungerer, når de først er implanteret.

Mange af symptomerne på Parkinsons sygdom - som omfatter tremor, muskelstivhed og tab af balance - er forbundet med tab af dopamin i hjernen. Mens der findes medicin til at erstatte noget af det tabte kemikalie, lindrer de ikke alle symptomerne og kan miste deres effektivitet over tid. Forskere håber, at udskiftning af tabte celler med nye vil give en mere komplet og langsigtet løsning.

I det nye studie startede forskerne med menneskelige embryonale stamceller, som per definition kan differentiere til enhver celletype. For at lave en bestemt type celle i et højt antal, udsætter videnskabsmænd stamcellerne for en cocktail af kemikalier, der efterligner, hvad de ville opleve under normal udvikling.

Mens stamcelleforskere tidligere havde været i stand til at skabe dopamin-producerende neuroner fra menneskelige stamceller, gjorde disse celler ikke meget for at afhjælpe bevægelsesproblemer hos dyr, der er udviklet til at efterligne symptomerne på Parkinsons. I 2009 udviklede Studer og andre en metode til at lave cellerne, der i højere grad efterligner den måde, de dannes under udviklingen. De resulterende celler bærer også flere af de molekylære markører, der karakteriserer dopamin-producerende celler i hjernen.

I den nye forskning, offentliggjort søndag i tidsskriftet Natur , fandt Studers team en måde at gøre disse celler endnu mere effektivt på. Dette er væsentligt i forhold til i sidste ende at teste terapien på mennesker; mange metoder til fremstilling af specifikke typer celler er komplekse og giver små mængder af det ønskede produkt.

De kunne opskalere processen for at lave nok materiale til at transplantere ind i aber, hvis større hjerner er mere beslægtede med menneskers end andre dyr, der blev brugt i forsøg.

Derudover påviste forskerne, at transplantationer af cellerne kunne rette op på Parkinsons-lignende problemer hos mus og rotter. Tre forskellige test af motorisk funktion blev alle meget dramatisk forbedret, når du satte cellerne i, siger Studer.

Mens de to aber i undersøgelsen også havde hjerneskade, der minder om Parkinsons, er der ikke gået nok tid til at afgøre, om transplantationerne vil hjælpe, siger Studer. Det tog fem måneder efter transplantationen, før cellerne havde en synlig effekt på gnavere.

Resultaterne viser udfordringerne ved at udvikle behandlinger baseret på levende celler. Tidligere, tror jeg, mange mennesker tænkte på celleterapi [for Parkinsons] som en dopamin-producerende biologisk pumpe, siger Ole Isacson , en neuroforsker ved Harvard Medical School. Men i virkeligheden kræver det en meget specifik udskiftning af nerveceller. Medmindre du har en specifik differentieringsprotokol, får du ikke funktionel restitution i gnavermodeller. Isacson var ikke involveret i forskningen, men har samarbejdet med Studer om andre projekter.

Forskere brugte for det meste embryonale stamceller i disse eksperimenter, fordi væv afledt af disse celler allerede bliver brugt i menneskelige forsøg til behandling af rygmarvsskade og visse typer blindhed. De viste også, at protokollen virker på inducerede pluripotente stamceller (iPS), som er afledt af voksne celler, der vender tilbage til en embryonisk-lignende tilstand ved hjælp af en kombination af genetiske eller kemiske faktorer. iPS-celler er genetisk matchet til celledonoren og kan i sidste ende udgøre en foretrukken kilde til væv til terapi. Imidlertid er disse celler længere fra menneskelig testning, fordi de er meget mindre undersøgt end embryonale celler.

Studers team planlægger nu at fremstille cellerne i endnu større skala i et anlæg, der opfylder betingelser fastsat af U.S. Food and Drug Administration for humane terapier. Vi skal være i stand til at lave nok celler til at transplantere 100 patienter, siger Studer. Han forudser, at det vil tage et år eller to, efterfulgt af omfattende sikkerhedstests for at sikre, at de differentierede celler ikke opfører sig på uventede måder, når de først er implanteret.

skjule