Uudet julkaisut
Tutkijat ovat kasvattaneet kantasoluista yli 400 erilaista hermosolua
Viimeksi tarkistettu: 15.07.2025
Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Hermosolut eivät ole vain hermosoluja. Kun niitä tarkastelee riittävän yksityiskohtaisesti, uusimpien arvioiden mukaan ihmisaivoissa on useita satoja tai jopa useita tuhansia erityyppisiä hermosoluja. Nämä tyypit eroavat toisistaan toimintojensa, prosessojensa lukumäärän ja pituuden sekä sen suhteen, miten ne ovat yhteydessä toisiinsa. Ne vapauttavat erilaisia välittäjäaineita synapseihin, ja aivojen alueesta – esimerkiksi aivokuoresta tai keskiaivoista – riippuen erityyppiset solut ovat aktiivisia.
Kun tiedemiehet kasvattivat hermosoluja kantasoluista petrimaljoissa kokeita varten, he eivät kyenneet selittämään kaikkea tätä monimuotoisuutta. Vielä äskettäin tutkijat olivat kehittäneet menetelmiä vain muutaman kymmenen erilaisen hermosolutyypin kasvattamiseen in vitro. Tätä varten he käyttivät geenitekniikan menetelmiä tai lisäsivät signalointimolekyylejä aktivoidakseen tiettyjä solunsisäisiä signalointireittejä. Mutta he eivät olleet koskaan päässeet lähellekään kehossa esiintyvien satojen tai tuhansien erilaisten hermosolujen monimuotoisuuden talteenottoa.
"Kantasoluista peräisin olevia neuroneja käytetään usein sairauksien tutkimiseen. Mutta tähän asti tutkijat ovat usein jättäneet huomiotta, minkä tyyppisten neuronien kanssa he työskentelevät", sanoo Barbara Treutlein, professori biosysteemien tieteen ja tekniikan laitoksella ETH Zürichin yliopistossa Baselissa.
Hän kuitenkin sanoo, ettei tämä ole paras lähestymistapa tällaiseen työhön.
"Jos haluamme kehittää solumalleja Alzheimerin taudin, Parkinsonin taudin ja masennuksen kaltaisten sairauksien ja häiriöiden tutkimiseksi, meidän on otettava huomioon patologiseen prosessiin osallistuvien hermosolujen tyyppi."
Systemaattinen seulonta menestyksen avain
Treutlein ja hänen tiiminsä ovat nyt onnistuneesti tuottaneet yli 400 erilaista hermosolua, mikä avaa tien tarkemmalle soluviljelmiä käyttävälle neurologiselle perustutkimukselle.
ETH:n tutkijat saavuttivat tämän työskentelemällä ihmisen indusoitujen pluripotenttien kantasolujen viljelmän kanssa, jotka olivat peräisin verisoluista. Näissä soluissa he muokkasivat geneettisesti tiettyjä hermosolujen säätelygeenejä ja käsittelivät soluja erilaisilla morfogeeneillä – erityisellä signaalimolekyylien luokalla. Treutleinin tiimi käytti systemaattista lähestymistapaa: seitsemää morfogeeniä eri yhdistelmissä ja pitoisuuksissa seulontakokeissaan. Tämä tuotti lopulta lähes 200 erilaista kokeellisten olosuhteiden sarjaa.
Morfogeenit
Morfogeenit ovat alkionkehityksen tutkimuksista tunnettuja signalointiaineita. Ne jakautuvat alkiossa epätasaisesti ja eri pitoisuuksina muodostavat spatiaalisia gradientteja. Ne siis määräävät solujen sijainnin alkiossa – esimerkiksi onko solu lähempänä kehon akselia vai sijaitseeko se selässä, vatsan päällä, pään vai vartalon alueella. Näin ollen morfogeenit auttavat määrittämään, mitkä rakenteet muodostuvat kehon eri osiin.
Tutkijat käyttivät erilaisia analyysitekniikoita osoittaakseen, että he olivat onnistuneet saamaan kokeessa yli 400 erilaista hermosolutyyppiä. He tutkivat RNA:ta (ja siten geneettistä aktiivisuutta) yksittäisten solujen tasolla sekä solujen ulkonäköä ja toimintaa, kuten millaisia soluprosesseja niissä oli ja mitä sähköisiä hermoimpulsseja ne lähettivät.
Tutkijat vertasivat sitten tietojaan ihmisen aivojen hermosolujen tietokannoista saatuihin tietoihin. Näin he pystyivät määrittämään luotujen hermosolujen tyypit, kuten ääreishermoston solut tai aivosolut, sekä mistä aivojen alueelta ne ovat peräisin ja mistä nämä solut vastaavat – kivun, kylmyyden, liikkeen jne. havaitsemisesta.
In vitro -neuronit vaikuttavien aineiden etsimiseen
Treutleinin mukaan he ovat vielä kaukana kyvystä tuottaa in vitro kaikkia kehossa esiintyviä hermosolutyyppejä. Tutkijoilla on kuitenkin nyt pääsy paljon useampiin erityyppisiin soluihin kuin ennen.
He haluavat käyttää in vitro -kasvatettuja neuroneja kehittääkseen solumalleja vakavien neurologisten sairauksien, kuten skitsofrenian, Alzheimerin taudin, Parkinsonin taudin, epilepsian, unihäiriöiden ja multippeliskleroosin, tutkimiseen. Tällaiset solumallit ovat myös erittäin kiinnostavia lääketutkimuksessa, sillä niiden avulla voidaan testata uusien aktiivisten yhdisteiden vaikutuksia soluviljelmissä ilman eläinten käyttöä. Lopullisena tavoitteena on jonain päivänä oppia parantamaan näitä sairauksia.
Tulevaisuudessa näitä soluja voitaisiin käyttää myös solukorvaushoitoon, jossa sairaat tai kuolleet aivosolut korvataan uusilla ihmissoluilla.
Mutta ennen kuin se voi tapahtua, on ratkaistava ongelma: Tutkijat tuottivat kokeissaan usein sekoituksen useista erityyppisistä hermosoluista. He työskentelevät nyt menetelmän optimoimiseksi siten, että jokainen koeolosuhde tuottaa vain yhden tietyn tyyppisiä soluja. Heillä on jo alustavia ideoita siitä, miten se tehdään.