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University of Rochester Medical Center (USA)
Wissenschaftler zum ersten Mal haben wieder eine entscheidende Substanz bekannt als Myelin in einem breiten Bereich von einem Tier das Gehirn, das Öffnen der Tür in Richtung neue Wege zur Verbesserung der Behandlung von ein Sortiment von "demyelinisierende" Krankheiten sowie die Nebenwirkungen einer solchen gemeinsamen Bedingungen wie hohem Blutdruck und Herzerkrankungen.
Die Forschung von einem Team unter der Leitung von Steven Goldman, MD, Ph.D., von der University of Rochester Medical Center, ist in der Januar-Ausgabe von Nature Medicine.
Mit menschlichen Gehirnzellen, Goldman-Team konnte die ordnungsgemäße Wiederherstellung der Nerven-Funktion in fast das gesamte Gehirn von Mäusen sehr viel effizienter, als es bisher geschehen ist.
Während der Arbeit ist Jahre entfernt von einer klinischen Studie an Menschen, es dient als ein Meilenstein für Forscher Hinblick auf die Nutzung der Stammzellen und der damit verbundenen Zellen bekannt als Vorläufer zur Behandlung menschlicher Erkrankungen.
"Die Ergebnisse sind viel besser als wir erwartet", sagt Goldman, der ist Professor für Neurologie und Leiter der Abteilung der Abteilung für Zell-und Gentherapie in Rochester. "Der Anteil der Zellen in diesem Experiment, begann die Produktion Myelin ist außergewöhnlich, wahrscheinlich Tausende von mal so viele wie in früheren Experimenten."
Die Arbeit hat Auswirkungen für eine Vielzahl von Kinder-Krankheiten bekannt als Kinderkardiologie Leukodystrophien, in denen das Myelin beschädigt ist oder nicht richtig funktioniert, wie Canavan-Krankheit, Krabbe-Krankheit, oder Tay-Sachs-Krankheit.
"Während dieser Krankheiten sind in der Regel selten, gibt es eine Menge von ihnen, und zusammen bilden sie beeinflussen Tausende von Kindern und ihren Familien", sagt Goldman. "Wir haben eine lange Wege zu gehen, aber wir sind optimistisch, dass diese Ergebnisse einen Unterschied bewirken könnten, in das Leben dieser Patienten."
Die Arbeit konzentriert sich auf die Myelin, die fetthaltige Substanz, deckt fast alle Nervenzellen in unserem Körper - wie Isolierung umhüllt um einen Draht - und hilft Signale im Nervensystem gehen von einem Punkt zum anderen.
Wenn das Myelin bricht, wie bei Multipler Sklerose oder die Leukodystrophien, elektrische Signale degradieren. Es ist, als wenn eine scharfe und klare Telefon Konversation zwischen zwei Menschen spreche im Land Linien plötzlich lückenhaft, sporadisch und intermittierende, als wären sie spreche im Handy in einem hügeligen Gebiet.
Die Netto-Ergebnis kann Demenz, Schwierigkeiten beim Gehen, Probleme beim Atmen - ein Problem mit einer normalen Tätigkeit, je nachdem, welche Teile des Gehirns oder des Nervensystems betroffen sind.
Das Team remyelinated die Mäuse - wieder die "Isolierung", um das Gehirn-Zellen durch die Injektion in die Mäuse standardisierter humaner "Vorläuferzellen" Zellen, die sich letztlich in die Zellen, die Myelin.
Diese Zellen sind bekannt als Oligodendrozyten: Während diese und andere Arten von Gliazellen sind nicht so bekannt wie Informations-Verarbeitung Gehirnzellen genannten Neuronen, sie sind von entscheidender Bedeutung für das Gehirn die Gesundheit.
"Neuronen erhalten alle der Presse, aber Gliazellen sind von entscheidender Bedeutung für unsere Gesundheit", sagt Goldman.
Das Team studierte 44 Mäusen, die geboren wurden, ohne Myelin umhüllt um ihre Gehirnzellen. Innerhalb von 24 Stunden nach der Geburt, Wissenschaftler injizierten Zellen, die sich Oligodendrozyten Myelin-produzierenden Zellen - in ein genau ausgewählten Website in den Mäusen.
Wissenschaftler festgestellt, dass die Zellen schnell migriert ausführlich in der gesamten Gehirn, dann entwickelte sich zu Oligodendrozyten, dass produziert Myelin, die beschichtet oder "ensheathed" der Axone von Zellen im Gehirn.
"Diese Zellen infiltrieren genau diesen Regionen des Gehirns, wo man normalerweise erwarten, Oligodendrozyten anwesend zu sein", sagt Goldman. "Da sie sich, sie beginnen, die Schaffung von Myelin umhüllt und ensheaths rund um die Axone."
Goldman sagt, dass, während Wissenschaftler haben andere Methoden in den letzten zwei Jahrzehnten zu remyelinate Neuronen in kleinen Portionen der Gehirne von Mäusen, die remyelination gesehen in der Nature Medicine Papier ist viel umfangreicher.
Er schätzt, dass etwa 10 Prozent der Axone in der Maus Gehirne wurden remyelinated, im Vergleich zu einem winzigen Bruchteil von 1 Prozent in den vorangegangenen Studien.
Derzeit, demyelinisierende Krankheiten sind dauerhaft, und die Probleme verschlimmern, wie die Zeit vergeht, da gibt es keine Möglichkeit zur Behebung des zugrunde liegende Problem - die Wiederherstellung der Myelin rund um die Axone der Gehirnzellen. Goldman ist zuversichtlich, dass Infusion von Zellen wie Oligodendrozyten Vorläuferzellen verwendet werden könnten, um Entlastung für die Patienten.
"Die Implantation von Oligodendrozyten Vorläuferzellen könnte irgendwann eine Strategie für die Behandlung dieser Krankheiten", sagt Goldman, ein Neurologe, deren Forschung wurde von der National Multiple Sclerosis Society und der Nationalen Institut für Neurologische Erkrankungen und Schlaganfall.
Während das Experiment bietet Hoffnung für Patienten, Goldman sagt, dass weitere Studien notwendig sind, bevor ein Test beim Menschen. Derzeit ist er die Durchführung von Experimenten in einem Versuch, remyelinate nicht nur das Gehirn, sondern das gesamte Nervensystem von Mäusen.
Zusätzlich zu MS, viele Krankheiten, die Dutzende von Millionen von Menschen in den Vereinigten Staaten die Myelin Probleme, sagt Goldman.
Dazu gehören weit verbreitete Krankheiten wie Diabetes, Herzkrankheiten und Bluthochdruck, wo zurückgegangen Blutfluss können Schäden Myelin und verletzt Gehirnzellen, sowie Schlaganfälle, die oft zerstört Hirnzellen zum Teil durch Klopfen aus den Zellen, die Pumpe aus Myelin.
Darüber hinaus Zerebralparese ist weitgehend durch eine Myelin Problem bei Säuglingen früh geboren werden sollte.
Das Team stellte fest, dass erwachsene menschliche Zellen waren viel mehr adept auf Beilegung in das Gehirn, zu Oligodendrozyten und Produktion von Myelin als die fetalen Zellen. Nach nur vier Wochen, adulter Zellen, aber nicht fetale Zellen wurden Myelin produzieren.
Nach 12 Wochen, vier mal so viele Oligodendrozyten aus erwachsenen Zellen produzierten Myelin - 40 Prozent, im Vergleich zu 10 Prozent der Zellen aus fetalen Zellen.
Darüber hinaus adulter Zellen wurden voraussichtlich in Anspruch nehmen Wurzel und Form Oligodendrozyten, nicht andere Gehirnzellen wie Neuronen oder Astrozyten, die nicht notwendig sind für die Myelin-Produktion. Im Durchschnitt, jeder Oligodendrozyten aus einer erwachsenen Zelle erfolgreich remyelinated fünf Axone, im Vergleich zu nur ein Axon für fetale Zellen.
"Die Erwachsenen-erworbenen Felder, die nicht nur myelinate viel schneller, aber mehr umfassend - sie myelinate viele mehr Axone pro Zelle, und sie tun dies mit viel höherer Effizienz. Die erwachsenen Zellen wurden weit effizienter als fetale Zellen daran, dass die Arbeit getan, "sagt Goldman.
Ein Experte auf das Gehirn der Stamm-und Vorläuferzellen, Goldman in 1999 isolierte der Zelle produziert, dass die Oligodendrozyten, wird die erste Person zu isolieren ein Progenitorzellen Zellen im Gehirn (beide Stammzellen und Vorläuferzellen Zellen entwickeln können in verschiedene Arten von Zellen, aber im Gegensatz zu Stammzellen, Vorläuferzellen können nicht selbst auf unbestimmte Zeit verlängern.).
Später seinem Team entdeckt, dass die Zelle ist "Multi-Potenzial" - es kann sich in ein Oligodendrozyten, ein Neuron, oder ein astrocyte, je nach Zeitpunkt und die Umwelt von einem bestimmten Abschnitt des Gehirns.
Neben Goldman, andere Autoren der Nature Medicine Papier gehören Martha Windrem, Ph.D., von der Universität Rochester; Marta Nunes, William Rashbaum, Theodore Schwartz, und Neeta Roy von der Cornell; und Robert Goodman und Guy McKhann II der Columbia University Medical School.