Laboratuvarda Yetiştirilen “Mini” İnsan Omuriliği Felç Tedavisine Doğru Büyük Adımda İyileşti

Vücudun pek çok parçası üzerinde yapılan araştırmalar, kullanılarak hızlı bir şekilde izlendi. organoidler: İnsan kök hücrelerinden yetiştirilen organların küçük, basitleştirilmiş versiyonları, ancak bazı organoidler diğerlerinden daha aslına sadık kopyalardır. Northwestern Üniversitesi'ndeki bilim adamları, laboratuvarda üretilen sinirleri "insan omurilik yaralanması için bugüne kadarki en gelişmiş organoid model" olarak adlandırdılar.

Omurga bir evrim harikasıdır, ancak insan versiyonlarının bazılarının gençleştirme güçlerinden yoksun olduğu gerçeği kertenkeleler Ve amfibiler derin bir hayal kırıklığıdır. Yaralanmalar hücre ölümüne, iltihaplanmaya neden olur ve glial yara izi olarak bilinen bir yara dokusu kitlesinin oluşmasına neden olur. Yara izi hem fiziksel olarak sinirlerin yenilenmesini engeller hem de kimyayı aynı şeyi yapacak şekilde değiştirir. Her ne kadar hasarın üstesinden gelmeye yönelik teknikler hastalara yenilenen hareketlilikrüya gibi bir çözümden çok uzaklar.

Bu hasarı doğru bir şekilde yansıtan organoidler, tedavilerin hayvan modellerine göre daha hızlı ve aynı etik kaygılar olmadan test edilmesi için bir yol sağlar. Yeterince gelişmiş bir organoid, insan omurgasının on milyonlarca yıllık evrimle bizden ayrılan kemirgenlerden daha doğru bir temsili olacaktır.

İşe yarayan omurga tedavisine olan talep o kadar yüksek ki, yara bölgesinin etrafında bir jel oluşturan "dans eden moleküller" ve iyileşmenin başlaması için sinyal hücreleri de dahil olmak üzere pek çok yaklaşım araştırılıyor. Jel daha sonra hücrelerin emebileceği besin maddelerine ayrışır. Dans eden moleküller hızla tersine dönen felç Bir çalışmada omuriliği hasar görmüş farelerde bu durum özellikle etkileyiciydi çünkü yalnızca tek bir enjeksiyon gerektiriyordu.

Dans eden molekül tedavisinden sonra organoid iyileşmenin gösterilmesi, felç geçiren insanların yakın zamanda dans etmeseler bile, önemli fonksiyonlarını yeniden kazanabilecekleri yönündeki umutları güçlendirdi.

Dans eden moleküllerin mucidi Northwestern'den Profesör Samuel Stupp, "Organoidlerin en heyecan verici yönlerinden biri, onları insan dokusundaki yeni tedavileri test etmek için kullanabilmemizdir" dedi. ifade. "Klinik bir deneme olmadığı için, bu hedefe ulaşmanın tek yolu bu. İnsan omurilik organoidinde iki farklı yaralanma modeli geliştirmeye ve sonuçların daha önce hayvan modelinde gördüklerimize benzeyip benzemediğini görmek için tedavimizi test etmeye karar verdik."

Ekip sonuçlardan heyecan duyuyor. Stupp şöyle devam etti: "Terapimizi uyguladıktan sonra, glial yara izi önemli ölçüde solarak zar zor tespit edilebilir hale geldi ve hayvanlarda gördüğümüz akson yenilenmesine benzer şekilde nöritlerin büyüdüğünü gördük" diye devam etti Stupp. "Bu, terapimizin insanlarda çalışma şansının yüksek olduğunun doğrulanmasıdır."

Stupp'un ekibi omurga organoitlerini yapan ilk ekip değil, ancak kendilerininkinin çok daha büyük ve daha doğru olduğunu, dans molekülleri gibi terapileri test etmek için laboratuvarda yetiştirilen ilk kullanışlı modeli sağladığını iddia ediyorlar. Diğer ilerlemelerin yanı sıra, Kuzeybatı organoidlerinin ilk kez dahil edildiği iddia ediliyor. mikrogliamerkezi sinir sisteminin bağışıklık hücreleri.

Travmatik omurilik yaralanmalarına verilen inflamatuar tepkiler, rejenerasyonun önündeki en büyük engellerden birini oluşturan yara izine neden olduğundan, mikroglia, resmin tamamını görmek için gereklidir. Stupp, "Bu, organoidimizin, yerleşik bağışıklık sisteminin bir yaralanmaya yanıt olarak ürettiği tüm kimyasallara sahip olduğu anlamına geliyor. Bu, onu daha gerçekçi, doğru bir omurilik yaralanması modeli haline getiriyor" dedi.

Ekip, organoidleri dört ay boyunca sabırla büyüterek organoidleri yaklaşık 3 milimetre (0,12 inç) genişliğe ikna etti; bunun, yaralanmaları bir miktar doğrulukla yansıtacak kadar büyük olduğunu söylediler.

Stupp'un tedavisinin adı, jellerin, yaratıcıların kontrolü altında birlikte hareket etmek veya "dans etmek" üzere tasarlanmış nanofiberlerden yapılmış olmasından geliyor.

Stupp, "Hücrelerin ve reseptörlerinin sürekli hareket halinde olduğu göz önüne alındığında, daha hızlı hareket eden moleküllerin bu reseptörlerle daha sık karşılaşacağını hayal edebilirsiniz." 2021'de dedi. "Moleküller yavaşsa ve 'sosyal' değilse, hücrelerle asla temasa geçmeyebilirler."

Stupp'un fareler üzerindeki geçmiş başarısı, dans eden moleküllerin omurga yaralanmasından 24 saat sonra enjekte edilmesini içeriyordu. Ekip, organoidlerde sırasıyla bıçak ve araba kazasından kaynaklanan yaralanmaları taklit eden iki tür hasara neden oldu. Yara dokusu gerçek bir omurgada olanları yansıtıyordu.

Ekip hücre tepkisini ve üretilen kimyasalları takip etti. Dans eden moleküller ortama dahil edildiğinde hızla hücrelerin etrafında bir yapı iskelesi oluşturdular. Nöronlar ve onların projeksiyonları olan nöritler büyümek için uyarılmakla kalmadı, aynı zamanda bunu gelişigüzel yayılmak yerine düzenli düzenlerde yaptılar.

Kontrol deneylerinde, bu güvenlik dansına katılmayan moleküller, nöritlerin dostu olmadığını kanıtladı. geride kaldı.

Umut, taze nöritlerin, kopması felce neden olan bağlantıları yeniden kurmasıdır.

Klinik denemeler planlanırsa ekip onları göğüslerine yakın tutacak, bunun yerine daha gelişmiş organoidler üzerinde çalışmaktan (örneğin kan damarları dahil) bahsetmeyi planlıyor. Özellikle eski yaralanmaları temsil eden organoidler yapmak istiyorlar. Bu, her yıl yeni omurilik yaralanmalarına maruz kalacağı tahmin edilen ve hasar meydana geldikten hemen sonra tedavi edilebilecek 250.000-500.000 kişinin küçük bir kısmı yerine, mevcut hasarı olan kişiler için çalışmayı uygun hale getirecektir.

Stupp ve ortak yazarlar çalışmalarının potansiyelinin burada biteceğini düşünmüyorlar. "Benzer modeller travmatik beyin hasarı sorununu araştırmak için de genişletilebilir" diye yazıyorlar.

Çalışma şurada yayınlandı: Doğa Biyokimya Mühendisliği.