Nieuwe geheimen van autisme met menselijke stamcellen

Nieuwe geheimen van autisme met menselijke stamcellen

Een levensveranderende menselijke stoornis, ASS of beter bekend als autismespectrumstoornis, laat een verwoestende handicap achter. Klinische onderzoeken naar meerdere familiegeschiedenissen en tweelingen hebben aangetoond dat sommige gevallen van ASS genetisch bepaald zijn. De meerderheid valt echter niet in deze categorie en komt plotseling, met tussenpozen of idiopathisch voor bij jonge kinderen.

Bij het Hussman Institute of Autism (HIA) in de VS heeft een team toekomstige methoden bestudeerd die verband houden met het gebruik van geïnduceerde pluripotente stamcellen of iPSC's. Wanneer het experimenteel wordt geïnduceerd, heeft een groep volwassen menselijke stamcellen uit de huid of het bloed het potentieel om zich te differentiëren tot de meeste celtypen in het lichaam. Sinds 2006 is het proces van inductie en differentiatie periodiek verbeterd. “Een van de opwindende aspecten van het werken met iPSCs is dat we autisme kunnen bestuderen in menselijke neuronen die de precieze genetische achtergrond hebben van een bepaald autisme”, aldus John P. Hussman, uitvoerend directeur van HIA.

‘Mini-hersenen’ of organoïden, afgeleid van de iPS-cellen van ASS-patiënten, zijn gemaakt door een andere Yale-onderzoeksgroep. Het blijkt dat ASS-minihersenen bestaan ​​uit remmende neuronen, een soort zenuwcel die zich vermenigvuldigt en de productie van een eiwit genaamd FOXG1 blokkeert, en vervolgens die neuronen terugbrengt naar hun normale populatieaantallen.

Een door CIRM gefinancierd onderzoek onder leiding van Rusty Gage naar een secundair stamcelmodel van ASS, dat nieuw bewijs suggereert voor de initiële neurologische ontwikkelingsafwijkingen bij ASS-patiënten, werd gepubliceerd in het Nature-tijdschrift Molecular Psychiatry door het Salk Institute (VS) in samenwerking met wetenschappers van UC San Diego.

Onder klinische omstandigheden probeerden Gage en een team van onderzoekers iPS-cellen te genereren, vooral van geselecteerde ASS-patiënten, die op jonge leeftijd tot 23% snellere hersengroei hadden. Onder voortdurend onderzoek onderzochten de onderzoekers hoe iPS-cellen van deze geselecteerde ASS-individuen zich ontwikkelden tot hersenstamcellen. De volgende groeifase transformeerde deze hersenstamcellen in zenuwcellen. Het gehele groeitraject werd in kaart gebracht en vergeleken met dat van gezonde iPS-cellen van normale individuen.

Door de procedure nauwkeurig te observeren, ontdekte het team al snel een probleem met de proliferatie van hersenstamcellen om nieuwe zenuwcellen in de hersenen te genereren. Het proces wordt neurogenese genoemd. Er werd een overmaat aan zenuwcellen geproduceerd omdat de uit ASS-iPS-cellen geëxtraheerde hersenstamcellen extra neurogenese vertoonden vergeleken met normale hersenstamcellen. De zenuwcellen waren niet in staat signalen te verzenden en een functionerend transmissiesysteem tot stand te brengen. Vanwege het ontbreken van synaptische verbindingen tussen deze extra neuronen bleven hun prestaties abnormaal, wat een onvermogen vertegenwoordigt om minder effectief te zijn in vergelijking met gezonde neuronen.

In dit geval werd IGF-1, een medicijn dat momenteel in klinische onderzoeken wordt uitgevoerd voor de waarschijnlijke behandeling van autisme, gebruikt om de zenuwcellen te behandelen. Het team merkte een gedeeltelijke correctie op van de abnormale activiteit die werd waargenomen in de ASS-neuronen. Volgens een persbericht van Salk is de groep van plan de patiëntencellen te gebruiken om de moleculaire mechanismen achter de effecten van IGF-1 te bestuderen, met name om veranderingen in genexpressie tijdens de behandeling te onderzoeken.

Gage's mening is: "Deze technologie stelt ons in staat inzichten te genereren over de ontwikkeling van neuronen die in het verleden koppig waren. We zijn enthousiast over de mogelijkheid om stamcelmethoden te gebruiken om de biologie van autisme te ontcijferen en mogelijk te zoeken naar nieuwe medicijnbehandelingen daarvoor." slopende aandoening.”

Geïnspireerd door Richa Verma