Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, um die Maus embryonalen Stammzellen in schlagende Herz Muskelzellen - ein Ergebnis, dass dazu führen könnte, dass die Verwendung von embryonalen Stammzellen in der Herz-Therapie, und möglicherweise auch Drogen, die Eingabeaufforderung den Körper zu regenerieren Herz-Zellen auf ihre eigenen.
Die Forschung, die in der 18. Februar Print-Ausgabe des Journal of the American Chemical Society, ein Peer-Review-Journal der weltweit größten wissenschaftlichen Gesellschaft, befasst sich eine Reihe von Hindernissen Unterbindung der praktischen Anwendungen von embryonalen Stammzellen, aber auch darauf einem tragfähigen Pfad rund um den ethischen und politischen Bedenken, die die Debatte.
Da embryonale Stammzellen können sich in jede Art von Zelle im Körper, viele Wissenschaftler sind der Meinung, sie halten unglaubliche Versprechen für die Behandlung einer Vielzahl von degenerativen Krankheiten.
Ganz wenige wissenschaftliche Hürden, aber im Wege stehen konkrete Therapien für diese Krankheiten wie Diabetes, Alzheimer, Parkinson und Herz-und Gefäßkrankheiten.
"Wir haben entdeckt, ein chemisch-synthetische, benannt cardiogenol, die sich selektiv unterscheiden embryonalen Stammzellen in schlagende Herz-Muskelzellen", sagt Xu Wu, ein Doktorand im Labor von Peter G. Schultz, Ph.D, Professor für Chemie an der Scripps Research Institute in La Jolla, Kalifornien
Embryonale Stammzellen stellen eine potenziell unbegrenzte Quelle von Herzmuskelzellen - Zellen, die Reparatur beschädigter Herzen Gewebe im Körper - aber bis jetzt haben die Wissenschaftler nicht in der Lage gewesen, um die Richtung von embryonalen Stammzellen zu verwenden, bei der Behandlung von Herz-und Gefäßkrankheiten.
Schultz und seine Mitarbeiter am Scripps, einschließlich Wu und Assistant Professor Sheng Ding, Ph.D., geschirmt eine große Bibliothek von Verbindungen auf der Suche nach Molekülen, die das Potenzial zu verursachen Stammzellen zu wachsen in Herzmuskel-Zellen. Sie fanden vier solcher Moleküle, die sie namens cardiogenol AD.
Sie testeten die cardiogenol Verbindungen durch die Verwendung embryonaler Stammzellen von Mäusen. Nach sieben Tage in einem wachsenden Gewebekulturen Gericht, die Mehrheit der Stammzellen wurden in schlagende Herz-Muskelzellen.
Während der Tests wurden nur mit Maus-Zellen, die grundlegende Biologie sollten auch zu höheren Organismen. "Durch den Einsatz dieser Moleküle zu verstehen, die zugrunde liegenden Biologie, sollte es möglich sein, diese Entdeckung auf den Menschen," sagt Wu.
In einem anderen Papier veröffentlichte kürzlich in der Zeitschrift der American Chemical Society, Ding und seine Kollegen berichteten die Entdeckung eines anderen kleinen Molekül - reversine genannt -, das zur Konvertierung von erwachsenen Zellen normalerweise programmiert zu schaffen Skelett-Muskeln wieder in Vorläufer-Zellen mit ähnlichen Eigenschaften wie Stammzellen.
"Diese Art von Forschung Mai letztlich die Entwicklung von Medikamenten, die Förderung von Gewebe zu regenerieren sich, ohne daß die Ernte externen Stammzellen", sagt Ding. "Wir sind der Meinung, dies entspricht einem spannenden medizinischen Chance."
Viel mehr Arbeit ist erforderlich, um Verständnis für die biologischen Eigenschaften und Mechanismen der reversine, aber diese vorläufigen Ergebnisse, die quälend Möglichkeit, dass es vielleicht möglich zu synthetisieren auf eine Substanz hin, schafft lebensfähigen Stammzellen von Erwachsenen Gewebe, sagt Ding.
Diese Zellen würden nicht abgelehnt werden durch das Immunsystem, da sie kommen direkt aus dem Patienten, die sie benötigen.
Ein Molekül wie reversine könnte kombiniert werden mit einer cardiogenol-Art-Molekül zur Herstellung eines Medikaments, dass zündet Regeneration von Herzgewebe. "Fast jedes Gewebe hat seine eigene Reserve von Stammzellen, so hoffen wir, letztlich haben wir nicht zu isolieren, diese Zellen aus dem Körper", sagt Ding.
"Wir können das Gewebe zu regenerieren, indem nur die Förderung Zellen innerhalb des Körpers."
Diese Art der Regeneration bereits in einer Reihe von natürlichen Prozessen. Bei niedrigeren Organismen, zum Beispiel, Amphibien urodele regenerieren kann verloren Gliedmaßen und Schwanz. "In Menschen und andere Säugetiere, die Leber regenerieren kann natürlich", sagt Ding. "Und junge Kinder können sogar regenerieren Fingerspitzen."
Alle diese Prozesse sind der Regie von molekularen Signaltechnik. "Wenn die Menschen entwickeln können niedermolekularer Therapeutika zur genau imitieren und Kontrolle dieser Signale zur Korrektur von Mängeln oder Reparatur beschädigter Gewebe, Sie könnten schließlich kaufen die in einer Apotheke als verschreibungspflichtige Arzneimittel", sagt Ding.
Nicht nur würde dies einige der ethischen Bedenken rund um Stammzellen, sondern auch eine weniger häufig diskutiert Kehrseite Stammzell-Behandlungen: ihre Invasivität. Klein-Molekül Therapien mit regenerativen Medizin sind wahrscheinlich Jahre entfernt von der klinischen Anwendung.
Derzeit, Schultz, Wu und andere Mitarbeiter konzentrieren sich auf das Verständnis cardiogenol der Wirkmechanismus, der Gestaltung und künftigen Experimenten zu testen diese Moleküle in Krankheit Modelle.
Die Online-Version des Forschungs-Papier zitiert wurde zum ersten Mal veröffentlicht am 22. Januar der Zeitschrift auf der Webseite. Journalisten können den Zugang zu dieser Website, indem Sie eine E-Mail an newsroom@acs.org oder Aufruf der Ansprechpartner für diese Version.
Kontakt: Michael Bernstein
m_bernstein@acs.org
202-872-6042
American Chemical Society