Minicreierul crescut în laborator poate ajuta la explicarea de ce comoțiile și alte leziuni cerebrale traumatice (TBI) cresc riscul de demență al oamenilor.
Într-un nou studiu, publicat joi (4 aprilie) în jurnal Celulă stem celularăoamenii de știință au raportat rezultatele unui experiment în care au explodat aceste modele cultivate în laborator ale creier uman – cunoscut ca organoizi cerebrali — cu unde ultrasonice de mare intensitate. Undele au fost menite să imite leziuni ale celulelor creierului induse de leziuni cerebrale traumatice severe.
Cercetarea sugerează o strategie de blocare a efectelor în aval ale leziunilor cerebrale, au raportat autorii studiului. În teorie, tratamentul ar putea fi folosit fie ca măsură preventivă, fie ca terapie administrată după accidentare. Cu toate acestea, sunt necesare mai multe studii înainte ca un astfel de tratament să poată fi utilizat la oameni.
Organoizii cerebrali utilizați în studiu arătau mai degrabă ca niște pâlcuri de celule cerebrale de mărimea unui cap de ac, decât ca versiuni perfect miniaturizate ale creierului uman de dimensiune completă. Acestea fiind spuse, organoizii captează aspecte ale biologiei umane care sunt dificil de studiat la animale, cum ar fi șoarecii de laborator. De asemenea, pot fi cultivate pentru a include tipuri specifice de celule din diferite regiuni ale creierului, aranjate în straturi așa cum ar fi în capul unei persoane.
Legate de: Chiar și comoțiile ușoare pot „recabla” creierul, provocând posibil simptome pe termen lung
În acest studiu, cercetătorii au crescut organoizi din celule colectate de la donatori umani sănătoși și de la persoane cu scleroză laterală amiotrofică (ALS) sau dementa fronto-temporala, două tipuri de boli neurodegenerative. Oamenii de știință au descoperit că mutațiile în a gena numită C9orf72 crește riscul ambelor boli și, în acest caz, toți donatorii au purtat o copie mutantă a acelei gene.
Celulele colectate de la fiecare grup au fost modificate în laborator, astfel încât s-au transformat în celule stem care au putut fi apoi convinse să crească în orice tip de celulă. Cercetătorii au aruncat organoizii rezultați cu impulsuri ultrasonice pentru a imita unele efecte ale unui TBI, inclusiv moartea celulelor cerebrale și modificările unei proteine numite tau, care este implicată în Boala Alzheimer.
În plus, echipa a văzut modificări la o proteină numită TDP-43, care a fost legată atât de TBI, cât și de multe boli neurodegenerative în trecut. Proteina, care se găsește în mod obișnuit în nucleul celulelor sănătoase, este implicată în controlul modului în care instrucțiunile din ADN sunt folosite pentru a produce proteine. Dar în condiții neurodegenerative, TDP-43 se acumulează în aglomerări.
Noua cercetare sugerează că, în urma TBI, proteinele TDP-43 care funcționează defectuos rănesc și ucid celulele creierului. O parte din motivul pentru care aceste proteine se încurcă poate fi pentru că au scăpat din nucleu, a descoperit echipa.
Aceste modificări dăunătoare ale TDP-43 au fost mai răspândite în organoizii cultivați din celulele persoanelor cu SLA sau demență decât în cei de la donatori sănătoși. Acest lucru sugerează că, din cauza acestui mecanism, TBI-urile pot fi deosebit de periculoase pentru cei care au deja un risc genetic de demență.
Apoi, echipa a căutat modalități de a preveni sau de a inversa rănile. „Apoi am testat fiecare genă din genomul uman pentru a vedea dacă am putea salva acea leziune prin suprimarea oricărei gene individuale”, autor principal. Justin Ichidaun profesor asociat de biologie a celulelor stem și medicină regenerativă la Universitatea din California de Sud, a spus într-un afirmație.
Ei au descoperit o genă pentru o proteină de pe suprafața celulelor – KCNJ2 – care, atunci când a fost oprită, a oferit protecție împotriva efectelor TBI. Cercetătorii au încercat acest lucru în organoizii lor și la șoareci de laborator, găsind efecte consistente.
„Țintirea KCNJ2 poate reduce moartea celulelor nervoase după TBI”, a spus Ichida într-un alt articol. afirmație. „Acest lucru ar putea avea potențial fie ca tratament post-rănire, fie ca profilactic [preventative treatment] pentru sportivi și alții cu risc crescut de TBI.”
Dar, din nou, sunt necesare mai multe cercetări pentru a muta un astfel de tratament de la organoizi la pacienții umani.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!