Hvordan stamcelleinnovasjon har avansert forskning innen nevrovitenskap

En av gating-faktorene i å studere den menneskelige hjerne er å ha evnen til å utføre forskning på faktisk fungerende menneskelig hjernevev. Som et resultat er det utført mange vitenskapelige studier på gnagere som en proxy for pattedyr. Ulempen med denne tilnærmingen er at gnagerhjerner er forskjellige i struktur og funksjon. Ifølge Johns Hopkins er den menneskelige hjernen strukturelt omtrent 30 prosent nevroner og 70 prosent glia, mens mushjernen har det motsatte forholdet [1]. MIT-forskere oppdaget at dendritter fra humane nevroner bærer elektriske signaler annerledes enn gnagerneuroner [2]. Et innovativt alternativ er å dyrke hjernevev fra mennesker ved hjelp av stamcelle-teknologi.

Stamceller er uspesialiserte celler som gir opphav til differensierte celler. Det er en relativt nylig oppdagelse som går tilbake til 80-tallet. Embryonale stamceller ble først oppdaget i 1981 av Sir Martin Evans fra Cardiff University, Storbritannia, deretter ved University of Cambridge, en 2007 Nobelpristager i medisin [3].

I 1998 ble isolerte humane embryonale stamceller dyrket i et laboratorium av James Thomson fra University of Wisconsin i Madison og John Gearhart fra Johns Hopkins University i Baltimore [4].

Åtte år senere oppdaget Shinya Yamanaka fra Kyoto University i Japan en metode for å transformere musceller fra mus til pluripotente stamceller ved hjelp av et virus for å introdusere fire gener [5]. Pluripotente stamceller har evnen til å utvikle seg til andre typer celler. Yamanaka vant sammen med John B. Gurdon Nobelprisen i fysiologi eller medisin 2012 for oppdagelsen at modne celler kan omprogrammeres til å bli pluripotente [6]. Dette konseptet er kjent som induserte pluripotente stamceller, eller iPSCer.

I 2013 utviklet et europeisk forskergruppe av forskere, ledet av Madeline Lancaster og Juergen Knoblich, et tredimensjonalt (3D) cerebralt organoid ved hjelp av menneskelige pluripotente stamceller som “vokste til omtrent fire millimeter i størrelse og kunne overleve så lenge som 10 måneder . [7]. ” Dette var et stort gjennombrudd da tidligere nevronmodeller ble dyrket i 2D.

Mer nylig, i oktober 2018, vokste et team av Tufts-ledede forskere en 3D-modell av menneskelig hjernevev som viste spontan nevral aktivitet i minst ni måneder. Studien ble publisert i oktober 2018 i ACS Biomaterials Science & Engineering, et tidsskrift fra American Chemical Society [8].

Fra den første oppdagelsen av stamceller hos mus til voksende 3D-humane nevrale nettverksmodeller fra pluripotente stamceller på mindre enn 40 år, har tempoet for vitenskapelig fremgang vært eksponentiell. Disse 3D-hjernevevsmodellene fra mennesker kan hjelpe forskningen i å oppdage nye behandlinger for Alzheimers, Parkinsons, Huntingtons, muskeldystrofi, epilepsi, amyotrof lateral sklerose (også kjent som ALS eller Lou Gehrigs sykdom), og mange andre sykdommer og lidelser i hjernen. Verktøyene nevrovitenskap bruker til forskning utvikler seg i raffinement, og stamceller spiller en viktig rolle i akselerasjonen av fremgang til fordel for menneskeheten.

Copyright © 2018 Cami Rosso Med enerett.

2. Rosso, Cami. "Hvorfor viser den menneskelige hjerne høyere intelligens?" Psykologi i dag. 19. oktober 2018.

3. Cardiff University. "Sir Martin Evans, Nobelpris i medisin." Hentet 23. oktober 2018 fra http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Hjertesyn. "Tidslinje for stamceller." 2015 apr-jun. Hentet 10-23-2018 fra https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. "Hvordan iPS-celler forandret verden." Natur. 15. juni 2016.

6. Nobelprisen (2012-10-08). “Nobelprisen i fysiologi eller medisin 2012 [Pressemelding]. Hentet 23. oktober 2018 fra https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. "Forskere dyrker 3-D-hjernevæv." MIT Technology Review. 28. august 2013.

1. Cantley, William L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; Hunter, Martin; Tang-Schomer, Min D .; Tesco, Giuseppina; Kaplan, David L. ” Funksjonelle og bærekraftige 3D-humane nevrale nettverksmodeller fra Pluripotente stamceller. ”ACS Biomaterials Science & Engineering, et tidsskrift fra American Chemical Society. 1. oktober 2018.