Nove publikacije
Znanstvenici su uzgojili više od 400 vrsta živčanih stanica iz matičnih stanica
Posljednji pregledao: 15.07.2025
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Živčane stanice nisu samo živčane stanice. Kad ih dovoljno detaljno pogledate, najnovije procjene sugeriraju da u ljudskom mozgu postoji nekoliko stotina ili čak nekoliko tisuća različitih vrsta živčanih stanica. Te se vrste razlikuju po svojim funkcijama, broju i duljini svojih nastavaka te načinu na koji se međusobno povezuju. Otpuštaju različite neurotransmitere u sinapse, a ovisno o području mozga - moždanoj kori ili srednjem mozgu, na primjer - aktivne su različite vrste stanica.
Kada su znanstvenici uzgajali živčane stanice iz matičnih stanica u Petrijevim zdjelicama za eksperimente, nisu mogli objasniti svu tu raznolikost. Do nedavno, istraživači su razvili metode za uzgoj samo nekoliko desetaka različitih vrsta živčanih stanica in vitro. Da bi to učinili, koristili su pristupe genetskog inženjeringa ili dodavali signalne molekule kako bi aktivirali specifične unutarstanične signalne putove. Ali nikada nisu bili blizu tome da obuhvate raznolikost stotina ili tisuća različitih vrsta živčanih stanica koje postoje u tijelu.
„Neuroni dobiveni iz matičnih stanica često se koriste za proučavanje bolesti. No, do sada su istraživači često ignorirali s kojim vrstama neurona rade“, kaže Barbara Treutlein, profesorica na Odjelu za biosistemsku znanost i inženjerstvo na ETH Zurich u Baselu.
Međutim, kaže da to nije najbolji pristup takvom poslu.
„Ako želimo razviti stanične modele za proučavanje bolesti i poremećaja poput Alzheimerove bolesti, Parkinsonove bolesti i depresije, moramo uzeti u obzir specifičnu vrstu živčanih stanica uključenih u patološki proces.“
Sustavni pregled kao ključ uspjeha
Treutlein i njezin tim uspješno su proizveli više od 400 različitih vrsta živčanih stanica, otvarajući put preciznijim temeljnim neurološkim istraživanjima korištenjem staničnih kultura.
Znanstvenici s ETH-a postigli su to radeći s kulturom ljudskih induciranih pluripotentnih matičnih stanica, koje su izvedene iz krvnih stanica. U tim su stanicama genetski modificirali određene neuronske regulatorne gene i tretirali stanice različitim morfogenima – posebnom klasom signalnih molekula. Treutleinov tim koristio je sustavni pristup: sedam morfogena u različitim kombinacijama i koncentracijama u svojim eksperimentima probira. To je na kraju dalo gotovo 200 različitih skupova eksperimentalnih uvjeta.
Morfogeni
Morfogeni su signalne tvari poznate iz studija embrionalnog razvoja. Neravnomjerno su raspoređene u embriju, a u različitim koncentracijama tvore prostorne gradijente. Dakle, određuju položaj stanica u embriju - na primjer, je li stanica bliže osi tijela ili se nalazi straga, na trbuhu, u području glave ili trupa. Sukladno tome, morfogeni pomažu u određivanju koje će se strukture formirati u različitim dijelovima tijela.
Znanstvenici su koristili razne tehnike analize kako bi pokazali da su u eksperimentu uspjeli dobiti više od 400 različitih vrsta živčanih stanica. Proučavali su RNA (a time i genetsku aktivnost) na razini pojedinačnih stanica, kao i izgled i funkciju stanica, poput vrsta staničnih procesa koje su imale i koje su električne živčane impulse emitirale.
Istraživači su zatim usporedili svoje podatke s informacijama iz baza podataka neurona ljudskog mozga. To im je omogućilo da odrede vrste živčanih stanica koje su stvorene, poput stanica perifernog živčanog sustava ili moždanih stanica, kao i područje mozga iz kojeg potječu i za što su te stanice odgovorne - percepciju boli, hladnoće, pokreta itd.
In vitro neuroni za traženje aktivnih tvari
Treutlein je rekao da su još uvijek daleko od toga da mogu in vitro proizvesti sve vrste živčanih stanica koje postoje u tijelu. Međutim, istraživači sada imaju pristup mnogo većem broju različitih vrsta stanica nego prije.
Žele koristiti neurone uzgojene in vitro za razvoj staničnih modela za proučavanje ozbiljnih neuroloških bolesti, uključujući shizofreniju, Alzheimerovu bolest, Parkinsonovu bolest, epilepsiju, poremećaje spavanja i multiplu sklerozu. Takvi stanični modeli također su od velikog interesa za farmaceutska istraživanja, omogućujući testiranje učinaka novih aktivnih spojeva u staničnim kulturama bez upotrebe životinja, s krajnjim ciljem da se jednog dana nauči kako izliječiti te bolesti.
U budućnosti bi se ove stanice mogle koristiti i za terapiju nadomještanja stanica, u kojoj se oboljele ili mrtve moždane živčane stanice zamjenjuju novim ljudskim stanicama.
Ali prije nego što se to dogodi, postoji problem koji treba riješiti: U svojim eksperimentima, istraživači su često proizvodili mješavinu nekoliko različitih vrsta živčanih stanica. Sada rade na optimizaciji metode tako da svaki eksperimentalni uvjet proizvodi samo jednu specifičnu vrstu stanice. Već imaju neke početne ideje o tome kako to učiniti.