Новости и мнения

Электростимуляция Steers Нейронные стволовые клетки

Ток может направлять имплантированные клетки от носа крыс к области глубоко в их мозге.

Нейрональные стволовые клетки обычно идут с потоком химических проводников. Новое исследование показывает, что с небольшой электрической стимуляцией их можно уговорить пойти другим путем.

Когда ученые применили электрический ток к нервным стволовым клеткам человека, введенным в мозг крысы, клетки двигались к субвентрикулярной зоне и боковому желудочку животных, а не к их обонятельной луковице, месту назначения по умолчанию. Результат, опубликованный 29 июня в Stem Cell Reports , предполагает, что однажды электрическая стимуляция может быть использована для направления нервных стволовых клеток к поврежденным участкам мозга.

«Это первое исследование, которое я видел, когда стимуляция проводилась с помощью электродов в мозге и была убедительной в изменении естественного потока клеток, чтобы они двигались в противоположном направлении», – эксперт по стволовым клеткам Алан Трунсон из Института Хадсона в Австралии. говорит Ученый . «Техника имеет широкие возможности для приложений, потому что команда показала, что вы можете перемещать клетки, и вы потенциально можете перемещать их в серьезно пораженные участки мозга».

«Я не ожидал, что направление клеток может быть изменено», – говорит научный сотрудник Мин Чжао из Калифорнийского университета Дэвис. Молекулы, которые управляют потоком клеток в мозге, очень командные, говорит он. Видя, что электрическая стимуляция может изменить направление движения клеток, видно, что методика «еще более мощная, чем мы думали» для направления нервных стволовых клеток.

Исследователи заинтересованы в том, чтобы управлять нервными стволовыми клетками, чтобы привести их к ткани, которая была повреждена болезнью, такой как болезнь Паркинсона, или серьезной травмой, такой как удар или воздействие, и восстановить здоровые клетки. Нервные стволовые клетки млекопитающих хранятся глубоко в головном мозге в субвентрикулярной зоне и гиппокампе, и им необходимо преодолевать большие расстояния, чтобы достичь поврежденных клеток в коре или в другом месте. По словам Чжао, химические и клеточные сигналы стимулируют движение нервных стволовых клеток, но для терапии стволовыми клетками исследователям нужны более прямые способы управления клетками.

Исследователи работали с химическими руководствами, чтобы заставить клетки двигаться, полагаясь на те, которые уже находятся в мозге, и те, которые разработаны в лаборатории и вводятся в качестве лекарств. Прошлые исследования также показали, что электрическая стимуляция может заставить клетки двигаться в тарелке. Но сделать это у живого животного оказалось гораздо сложнее. Все нервные клетки мозга могут подвергаться воздействию электрической стимуляции. Чжао и его коллегам пришлось выяснить, как заставить только инъецированные нервные стволовые клетки реагировать на эту стимуляцию.

В новом исследовании ученые вводили нервные стволовые клетки человека, помеченные флуоресцентным маркером EGFP, в середину рострального миграционного потока мозга крыс. Этот поток обычно направляет зарождающиеся нервные клетки в обонятельную луковицу. Но когда электроды были имплантированы в мозг крысы и ток был направлен против регулярного потока рострального миграционного потока, инъецированные клетки двигались в противоположном направлении.

Через три недели и снова через четыре месяца клетки все еще, казалось, мигрировали и собирались в субвентрикулярной зоне и боковом желудочке. Были признаки того, что некоторые дифференцировались в нейроны, астроциты, микроглию или олигодендроциты, тоже – изменение клеточной идентичности, которое предполагает, что клетки могут быть интегрированы в нейронную сеть и, возможно, заменить поврежденные клетки.

Эван Снайдер из Санфордского института медицинских исследований им. Бернхэма Пребиса говорит, что данные убедительны, что клетки реагируют на электрический ток. «Работа является интересным доказательством концепции, – говорит он Ученому , – но проблема будет в том, как мы используем это в клинических условиях?»

Трунсон отмечает, что мозг грызунов и мозг человека различны, поэтому испытания техники должны быть проведены рядом с приматами, чтобы увидеть, работает ли она аналогично. Он и Снайдер спрашивают, хотят ли пациенты, чтобы электроды, имплантированные в мозг, управляли таким движением клеток. Трунсон признает, что имплантация электродов в мозг человека не является обычной практикой для лечения пациентов с глубокой стимуляцией мозга, поэтому методика не совсем новая. Но варианты менее инвазивной электростимуляции были бы полезны, говорит он.

Команда Чжао проводит исследования приматов и изучает менее инвазивное приложение, которое посылает электрическую стимуляцию через череп. Он говорит, что использование техники для лечения нейродегенеративных заболеваний – это немного в будущем, но он считает, что результат – большой шаг к этому.

JF Feng et al., «Электрическое наведение стволовых клеток человека в мозге крысы», Stem Cell Reports, doi: 10.1016 / j.stemcr.2017.05.035, 2017.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *