Parkinson's ziekte: productie van dopamine neuronen van stamcellen stap dichterbij


Parkinson's ziekte: productie van dopamine neuronen van stamcellen stap dichterbij

Stamcellen therapieën voor hersenstoornissen zoals de ziekte van Parkinson gaan snel naar klinische proeven. Voordat dergelijke behandelingen het laboratorium kunnen verlaten, is het echter van groot belang om consistente stamcellen van hoge kwaliteit te produceren voor transplantatie bij patiënten. Nu hebben wetenschappers in Zweden een aantal inzichten geïdentificeerd - plus een aantal markers - die de kwaliteit van stamcellen die zijn ontwikkeld voor klinisch gebruik bij de ziekte van Parkinson, moeten helpen controleren.

Het nieuwe onderzoek zou moeten helpen de stamcel engineering en transplantatiemethoden te verfijnen voor het testen in klinische studies van de ziekte van Parkinson.

De onderzoekers - waaronder teams van de Lund Universiteit en het Karolinska Instituut in Stockholm - rapporteren hun werk in twee aanverwante studies die in het tijdschrift zijn gepubliceerd Celstamcellen .

In een studie kijken de onderzoekers naar de moleculaire trajecten die betrokken zijn bij de reis, van een stamcel naar een dopamine neuron. In de andere studie ontdekken ze enkele belangrijke kenmerken van de ontwikkeling van dopaminecellen en wat maakt deze cellen verschillend van andere vergelijkbare en naburige neuronen.

De bevindingen zouden moeten helpen bij het afronden van stamcel engineering om pure populaties van hoge kwaliteit dopamine neuronen te produceren, merken ze op.

De ziekte van Parkinson is een progressieve hersenspoelende aandoening die de beweging beïnvloedt. De symptomen zijn onder meer: ​​tremors in de handen, ledematen, kaak en gezicht; Spierstijfheid; Verminderde houding, balans en gang En spraakproblemen.

De ziekte heeft voornamelijk invloed op dopamine-producerende hersencellen of neuronen in een deel van de hersenen genaamd substantia nigra. Naarmate de ziekte vordert, functioneren deze vitale cellen en sterven, wat leidt tot lagere dopamine niveaus, een chemische messenger die essentieel is voor de beweging van de beweging.

De noodzaak om stamcel engineering te verfijnen

Naarmate de hersenen de bevolking van dopaminecellen verminderen, worden ze niet vervangen. Een grote hoop is dat stamceltechniek een manier kan bieden om een ​​pool van voorlopercellen in de hersenen van patiënten te transplanteren, zodat ze nieuwe dopaminecellen leveren.

  • Naar schatting 1 miljoen Amerikanen hebben Parkinson's
  • Mannen zijn 1,5 keer meer kans om de ziekte van Parkinson te hebben dan vrouwen
  • De totale kosten van Parkinson's in de VS, inclusief behandeling, sociale zekerheidsuitkeringen en verloren inkomen, wordt geschat op bijna 25 miljard dollar per jaar.

Meer informatie over Parkinson's

Echter, een van de teams achter de nieuwe studies vond dat ze zeer dicht bij zo'n oplossing waren. In een door 2014 gepubliceerde doorbraak studie lieten ze zien hoe het mogelijk is om dopamine cellen uit embryonale stamcellen te maken en ze in de hersenen van ratten met de ziekte van Parkinson te transplanteren om de verloren cellen te vervangen.

Malin Parmar, professor in de faculteit geneeskunde in Lund, leidde de eerdere studie en is ook een van de leiders van het nieuwe onderzoek. Ze legt uit de onverwachte vertraging die hun hoge verwachtingen volgden vanaf de eerste doorbraak:

"In onze preclinische evaluaties van stamcellen afgeleide dopamine neuronen merken we op dat de uitkomst in diermodellen dramatisch varieerde, hoewel de cellen op het moment van transplantatie zeer vergelijkbaar waren. Dit is frustrerend en raadselachtig en heeft de oprichting van Klinische cel productie protocollen."

In een van de papieren bespreken de onderzoekers hoe een bepaalde complicatie bij het gebruik van stamcellen om hersensiektes zoals Parkinson's te behandelen, is dat u niet alleen een populatie werkende dopaminecellen in een gerecht kunt produceren en hen in de hersenen kan transplanteren.

Hoewel sommige stamcellenbehandelingen - zoals die voor de behandeling van maculaire degeneratie ondergaan worden - cellen kunnen gebruiken die volledig in het laboratorium zijn verouderd, bij hersenziekten zoals Parkinson's, moet u onvolwassen cellen implanteren die alleen onderscheiden en volwassen worden nadat ze zijn In de hersenen getransplanteerd.

Diermodellen van Parkinson's en andere hersenziekten laten zien dat het maanden kan duren voordat de cellen rijpen en goed beginnen na transplantatie.

Verzekeren van de kwaliteit van stamcellen voor transplantatie

De uitdaging is hoe u ervoor moet zorgen dat de cellen van de juiste kwaliteit zijn voor transplantatie, omdat het zeer moeilijk zal zijn om hun ontwikkeling in de gaten te houden zodra ze in de hersenen zijn.

In de eerste studie gebruikten de onderzoekers moderne wereldwijde genexpressietechnieken en onderzochten ze experimenten in meer dan 30 batches van geëxpleteerde menselijke embryonale stamcellen (hESC) -generatieve stamvaders om te kijken naar voorspellende markers van hoogwaardige dopamine-celopbrengst.

Zij vonden dat veel van de veelgebruikte markers de opbrengst van de gewenste volwassen dopaminecellen niet nauwkeurig voorspellen na transplantaties in levende dierenhersen. In plaats daarvan identificeerden ze een specifieke set markers die veel hogere predictieve kracht bieden.

"Met behulp van deze markers ontwikkelden we een goed productiepraktijk (GMP) differentiatieprotocol voor zeer efficiënte en reproduceerbare productie van transplantabele dopamine-progenitoren uit hESCs," aldus de auteur.

In de tweede studie ondernamen de onderzoekers - met behulp van transcriptome-wide single-cell RNA sequencing technieken - een gedetailleerd onderzoek naar hoe dopamine cellen zich ontwikkelen in de hersenen van muizen.

Ze vonden onder meer een marker die kan onderscheiden tussen het ontwikkelen van dopamine cellen en andere soortgelijke naburige cellen. Zij suggereren dat dit zou moeten helpen bij het verfijnen van huidige stamcellen engineering methoden om het aandeel van de gewenste dopamine precursor cellen te verhogen. De conclusie, zij concluderen, zou "belangrijke implicaties moeten hebben voor celvervangende therapie" bij de ziekte van Parkinson.

We hebben een specifieke reeks markers geïdentificeerd die correleren met hoge dopaminergische opbrengst en transplantatie na transplantatie in diermodellen van de ziekte van Parkinson. Geleid door deze informatie hebben we op een reproduceerbare manier betere en nauwkeuriger methoden ontwikkeld voor het produceren van dopaminecellen voor klinisch gebruik."

Eerste auteur Dr. Agnete Kirkeby, Lund University

Leer hoe een nieuwe proteintest vroeger de diagnose van de ziekte van Parkinson kan helpen.

Conversations: ethics, science, stem cells (Video Medische En Professionele 2019).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Ziekte