As células nervosas não são apenas células nervosas. Dependendo de quão sutis distinguimos nós, o cérebro humano temos centenas a milhares de tipos diferentes de células nervosas. Os tipos dessas células mudam sua função, o número e o comprimento de suas adições celulares e sua interconexão. Eles emitem neurotransmissores diferentes, dependendo de nossas sinapses e da região do cérebro – por exemplo, córtex cerebral ou midbina – os tipos de células diferentes são ativados.
Quando os cientistas criaram células nervosas a partir de células -tronco em placas de Petri para seus testes no passado, sua enorme diversidade não era possível. Até agora, os pesquisadores criaram apenas métodos para expandir dezenas de diferentes tipos de células nervosas in vitro. Eles o conseguiram usando engenharia genética ou adicionando moléculas de sinal para ativar certos caminhos de sinalização celular. No entanto, eles nunca chegaram perto das variações de centenas de células nervosas diferentes que realmente existem.
“Os neurônios das células -tronco são frequentemente usados para estudar a doença. Mas até agora os pesquisadores muitas vezes ignoram que estão trabalhando com um tipo específico de neurônio”, diz Barbara Tutlin, professora do Departamento de Biostemas e Engenharia da Divisão de Basileia de Zurique. No entanto, essa não é a melhor abordagem para esse trabalho nacional. “Se queremos desenvolver modelos de cultura de células para doenças e distúrbios como Alzheimer, Parkinson e decepção, precisamos levar em consideração o tipo específico de células nervosas envolvendo”.
A triagem sistêmica foi a chave para o sucesso
A Tutlene e sua equipe agora produziram com sucesso mais de 400 tipos diferentes de células nervosas. Ao fazer isso, os cientistas abriram o caminho para uma pesquisa neurológica básica mais específica com testes de cultura de células.
Este pesquisador o alcançou com a cultura das células -tronco pluripotentes induzidas humanas produzidas a partir de células sanguíneas. Nessas células, elas usam engenharia genética para ativar genes regulatórios neuronais específicos e tratar células com vários morfogênio, uma classe especial de moléculas de sinal. Tutlin e sua equipe adotaram uma atitude regulatória usando sete morfogênio e densidade em diferentes combinações de seus testes de triagem. Como resultado, foram criados cerca de 200 conjuntos diferentes de condições experimentais.
Morfogênio
Morfogênio é um mensageiro conhecido pelo desenvolvimento do feto a partir da pesquisa. Eles não são distribuídos uniformemente em um embrião, mas produzem padrões espaciais em diferentes concentrações. Dessa forma, eles determinam a localização das células no feto, por exemplo, se uma célula possui uma célula ou costas, abdômen, cabeça ou dente no eixo do corpo. Consequentemente, o morfogênio ajuda a determinar onde o feto cresce.
Os pesquisadores usaram análises diferentes para provar que criaram mais de 400 tipos diferentes de células neurológicas em seus testes. Eles examinam a presença externa e sua eficácia das células, bem como as células no nível das células individuais, bem como as células das células: por exemplo, que tipo de célula foi adicionado em qualquer extensão e quais nervos elétricos emitiram.
Os pesquisadores então compararam seus dados com informações do banco de dados de neurônios do cérebro humano. Ao fazer isso, eles foram capazes de detectar os tipos de células nervosas criadas, como o sistema nervoso periférico ou as células cerebrais, e se elas podem entender a dor, o frio ou o movimento do cérebro do cérebro de onde vêm.
Neurônios in vitro para pesquisa de material ativo
O trutleno deixa claro que eles ainda estão longe para produzir todos os tipos de células nervosas in vitro. No entanto, os pesquisadores agora têm acesso a mais células do que nunca.
Eles querem usar células nervosas in vitro para desenvolver modelos de cultura de células para estudar condições neurológicas graves, incluindo esquizofrenia, alzheimers, parkinson, epilepsia, distúrbios do sono e esclerose múltipla. Esses tipos de modelos de cultura de células também estão muito interessados em estudos farmacêuticos para testar o impacto de novos compostos ativos na cultura de células sem testes em animais, um dia o objetivo final é curar essas condições.
No futuro, as células também podem ser usadas para terapia de reposição celular, que envolve a substituição das células nervosas doentes ou mortas do cérebro por novas células humanas.
Mas há um desafio para superá -lo antes que isso aconteça: os pesquisadores costumavam criar uma mistura de vários tipos diferentes de células nervosas em seus testes. Agora eles estão trabalhando para adaptar seu método, para que cada condições experimentais simplesmente criem um tipo de célula específico. Eles já têm algumas idéias básicas sobre como isso pode ser alcançado.
