Kako inovacija matičnih stanica napreduje u istraživanju neuroznanosti

Jedan od čimbenika prolaska u proučavanju ljudskog mozga je sposobnost provođenja istraživanja stvarnog funkcioniranja ljudskog moždanog tkiva. Kao rezultat toga, provode se mnoga znanstvena istraživanja na glodavcima kao opunomoćeniku sisavaca. Nedostatak ovog pristupa je taj što se mozak glodavaca razlikuje po strukturi i funkciji. Prema Johnsu Hopkinsu, strukturno ljudski mozak ima približno 30 posto neurona i 70 posto glije, dok mišji mozak ima suprotan omjer [1]. Istraživači s MIT-a otkrili su da dendriti ljudskih neurona nose električne signale drugačije od neurona glodavaca [2]. Inovativna je alternativa uzgoj ljudskog moždanog tkiva pomoću tehnologije matičnih stanica.

Matične stanice su nespecijalizirane stanice iz kojih nastaju diferencirane stanice. To je relativno nedavno otkriće koje datira iz 80-ih. Embrionalne matične stanice prvi je put 1981. otkrio Sir Martin Evans sa Sveučilišta Cardiff u Velikoj Britaniji, zatim na Sveučilištu Cambridge, nobelovac za medicinu 2007. [3].

1998. godine izolirane ljudske embrionalne matične stanice uzgajali su u laboratoriju James Thomson sa Sveučilišta Wisconsin u Madisonu i John Gearhart sa Sveučilišta Johns Hopkins u Baltimoreu [4].

Osam godina kasnije, Shinya Yamanaka sa Sveučilišta Kyoto u Japanu otkrio je metodu za transformiranje stanica kože miševa u pluripotentne matične stanice pomoću virusa za uvođenje četiri gena [5]. Pluripotentne matične stanice imaju sposobnost razvoja u druge vrste stanica. Yamanaka je, zajedno s Johnom B. Gurdonom, dobio Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu 2012. za otkriće da se zrele stanice mogu reprogramirati da postanu pluripotentne [6]. Ovaj koncept poznat je pod nazivom inducirane pluripotentne matične stanice ili iPSC.

2013. godine europski istraživački tim znanstvenika, predvođen Madeline Lancaster i Juergenom Knoblichom, razvio je trodimenzionalni (3D) cerebralni organoid koristeći ljudske pluripotentne matične stanice koje su „narasle na oko četiri milimetra i mogle preživjeti čak 10 mjeseci . [7]. " Ovo je bilo veliko otkriće jer su se prethodni modeli neurona uzgajali u 2D.

U novije vrijeme, u listopadu 2018., tim znanstvenika pod vodstvom Tuftsa izradio je 3D model ljudskog moždanog tkiva koji je pokazivao spontanu neuralnu aktivnost najmanje devet mjeseci. Studija je objavljena u listopadu 2018 ACS Biomaterials Science & Engineering, časopis Američkog kemijskog društva [8].

Od početnog otkrića matičnih stanica kod miševa do rastućih 3D modela ljudskih neuronskih mreža iz pluripotentnih matičnih stanica za manje od 40 godina, tempo znanstvenog napretka bio je eksponencijalan. Ovi 3D modeli ljudskog moždanog tkiva mogu pomoći u unaprjeđivanju istraživanja u otkrivanju novih tretmana za Alzheimerovu, Parkinsonovu, Huntingtonovu, mišićnu distrofiju, epilepsiju, amiotrofnu lateralnu sklerozu (poznatu i kao ALS ili Lou Gehrigova bolest) i mnogih drugih bolesti i poremećaja mozga. Alati koje neuroznanost koristi za istraživanje razvijaju se sofisticirano, a matične stanice igraju važnu ulogu u ubrzanju napretka u korist čovječanstva.

Copyright © 2018 Cami Rosso Sva prava pridržana.

2. Rosso, Cami. "Zašto ljudski mozak pokazuje višu inteligenciju?" Psihologija danas. 19. listopada 2018.

3. Sveučilište u Cardiffu. "Sir Martin Evans, Nobelova nagrada za medicinu." Preuzeto 23. listopada 2018. s http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Pogledi srca. "Vremenska crta matičnih stanica." 2015. travanj-lipanj. Preuzeto 23. listopada 2018. s https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. "Kako su iPS stanice promijenile svijet." Priroda. 15. lipnja 2016.

6. Nobelova nagrada (08.10.2012.). „Nobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu 2012 [Priopćenje za javnost]. Preuzeto 23. listopada 2018. s https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. "Znanstvenici rastu trodimenzionalne moždane tkiva čovjeka." MIT tehnološki pregled. 28. kolovoza 2013.

1. Cantley, William L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; Hunter, Martin; Tang-Schomer, Min.D .; Tesco, Giuseppina; Kaplan, David L. " Funkcionalni i održivi 3D modeli ljudske neuronske mreže iz pluripotentnih matičnih stanica. "ACS Biomaterials Science & Engineering, časopis Američkog kemijskog društva. 1. listopada 2018.