Araştırmacılar, insan duyusal yolunun dört bileşenini temsil eden, ağrı sinyallerinin beyne aktarıldığı dört organoid entegre ettiler. Duyusal organoidin (üst) kapsaisin gibi maddelerle uyarılması, daha sonra organoidlerin geri kalanında bulaşan nöronal aktiviteyi tetikler.
Post Lab/Stanford Tıbbı
Gizle Altyazı
başlık
Post Lab/Stanford Tıbbı
Bilim adamları, bir çanakta insan sinir hücrelerinin dört temel kümesini yetiştirerek beyindeki bir ağrı yolu yeniden yarattılar.
Bu laboratuvar modeli, belirli ağrı sendromlarını açıklamaya yardımcı olmak ve bir Stanford ekibi olan potansiyel analjezik ilaçları test etmek için yeni bir yol sunmak için kullanılabilir. raporlar dergide Doğa.
“Heyecan verici” diyor Dr. Stephen WaxmanYale Tıp Fakültesi’nde araştırmaya dahil olmayan bir profesör.
Şu anda, prospektif ağrı ilaçları tipik olarak, tepkileri genellikle bir insandan farklı olan hayvanlarda ve tüm beyin ağlarının davranışını yansıtmayabilecek bireysel sinir hücrelerinde test edilir.
Waxman, beyin montajı olarak bilinen bu yeni sistemle “Çok kullanışlı bir platform olabilecek minyatür bir sinir sistemimiz var” diyor.
Birkaç durak içeren bir yol
Model, ağrılı uyaranlara maruz kaldıktan sonra meydana gelen sinyal zincirini yeniden yaratma çabasının sonucudur. Sergiu Pascaprojeye liderlik eden Stanford Üniversitesi’nde profesör.
Pașca, sıcak bir sobaya dokunun ve ciltteki özel hücreler “Bu bilgileri omuriliğe kadar gönderin” diyor. “O zaman omurilik, onu beynin derinliklerine ve daha sonra korteks olan beynin dış tabakasına kadar iletecektir.”
Laboratuardaki bu yola yaklaşmak için Pașca’nın ekibi dört farklı yarattı Beyin Organoidleribir çanakta büyüyen insan sinir hücrelerinin küresel kümeleri. Ekip, ağrı yolu boyunca bulunan spesifik bir beyin veya omurga dokusuna benzemek için her organoidi kandırdı.
Pașca, “Ve sonra onları bir araya getirdik, onları gerçekten yakınlaştırdık ve birbirleriyle bağlantı kurduklarında izledik.”
Laboratuvarda altı aydan fazla geliştikten sonra, sonuçta montaj dört organoid bağlayan bir yol yaratmıştı. Sinir hücreleri ayrıca kendiliğinden “bu montajın dört bölümünde koordineli bir şekilde çalışmaya” başladı.
Biber ve ağrı sendromları
Modeli test etmek için ekip, biber biberleri ağrılı bir şekilde sıcak yapan kimyasal olan kapsaisin’e maruz bıraktı.
Pașca, “O zaman bu bilgilerin seyahat ettiğini görmeye başlıyorsunuz” diyor. “Bu sinyalleri algılayan nöronlar aktive olur ve bu bilgileri bir sonraki istasyona ve bir sonraki istasyona, kortekse kadar iletirler.”
Daha sonra, bilim adamları anormal ağrı algısına bağlı genetik varyantlara sahip hücreler kullanarak montajlar oluşturmaya çalıştılar.
Bu varyantlardan biri, erythromelalji, veya ateşte adam sendromu.
Waxman, “Bu bireyler hafif sıcaklığa tepki olarak sarsıcı, yanma, haşlanmış ağrı hissediyorlar” diyor.
Bilim adamları, gen varyantı ile montajların organoidler arasında çok daha spontan iletişim ürettiğini ve ağrıya daha fazla duyarlılık olduğunu düşündürdüğünü buldular.
Bunun gibi sonuçlar, organoidlerin hem sinir sistemi hastalıklarını hem de etkiledikleri yolları incelemenin halihazırda yararlı bir yolu olduğunu göstermektedir. Dr. Guo-li MingPennsylvania Üniversitesi Perelman Tıp Fakültesi’nde yeni çalışmada da rol oynamamış bir profesör.
Tüm karmaşıklığı için, Bir tabaktaki ağrı yolu, bir insanda neler olup bittiğinin son derece basitleştirilmiş bir versiyonudur. Örneğin, insanlar beyne ağrı sinyalleri taşıyan iki ana yola sahiptir, model sistemi ise sadece bir tane içerir.
Sonuç olarak, model ağrılı bir uyaran tespit edebilir, ancak duygusal bir tepki üretmez, diyor Pasca.
“Bu yüzden inşa ettiğimiz bu yolun herhangi bir şekilde acı hissettiğine inanmıyoruz” diyor.
Ve bilim adamları sinir sisteminin daha büyük ve daha karmaşık kısımlarını yeniden yaratmanın yollarını bulduklarından insan hücrelerinin bu kümelerinin daha da değerli olması muhtemeldir.
Örneğin, Ming’in kendi laboratuvarı bir insan nöral tüpü modeli geliştirdi, sonunda bir bebeğin beynine ve omuriliğine giren bir embriyo yapısı. Amacı nörolojik bozuklukların yaşamın erken dönemlerinde nasıl geliştiğini anlamaktır.
