Hvernig nýsköpun stofnfrumna hefur þróað taugavísindarannsóknir

Einn af hliðarþáttum við rannsókn á heila mannsins er að hafa getu til að stunda rannsóknir á raunverulegum starfandi heilavef manna. Fyrir vikið eru margar vísindarannsóknir gerðar á nagdýrum sem umboð spendýra. Gallinn við þessa nálgun er að heila nagdýra er mismunandi að uppbyggingu og virkni. Samkvæmt Johns Hopkins er uppbygging mannlegs heila um það bil 30 prósent taugafrumur og 70 prósent glia, en músaheilinn hefur hið gagnstæða hlutfall [1]. Rannsakendur MÍT uppgötvuðu að dendrít manna taugafrumna bera rafmerki öðruvísi en taugafrumur nagdýra [2]. Nýstárlegur kostur er að rækta heilavef manna með stofnfrumutækni.

Stofnfrumur eru ósérhæfðar frumur sem gefa tilefni til aðgreindra frumna. Þetta er tiltölulega nýleg uppgötvun frá áttunda áratugnum. Stofnfrumur úr fósturvísum uppgötvuðust fyrst árið 1981 af Sir Martin Evans frá Cardiff háskóla í Bretlandi, þá við háskólann í Cambridge, sem var nóbelsverðlaunahafi í læknisfræði 2007 [3].

Árið 1998 voru einangraðar stofnfrumur úr fósturvísum ræktaðar í rannsóknarstofu af James Thomson frá University of Wisconsin í Madison og John Gearhart frá Johns Hopkins University í Baltimore [4].

Átta árum síðar uppgötvaði Shinya Yamanaka frá Kyoto háskólanum í Japan aðferð til að umbreyta húðfrumum músa í fjölþættar stofnfrumur með því að nota vírus til að kynna fjögur gen [5]. Pluripotent stofnfrumur hafa getu til að þróast í aðrar tegundir frumna. Yamanaka hlaut ásamt John B. Gurdon Nóbelsverðlaunin í lífeðlisfræði eða lækningum 2012 fyrir þá uppgötvun að hægt er að endurforrita þroskaðar frumur til að verða fjölþættar [6]. Þetta hugtak er þekkt sem framkallaðar fjölþættar stofnfrumur eða iPSC.

Árið 2013 þróaði evrópskt rannsóknarteymi vísindamanna, undir forystu Madeline Lancaster og Juergen Knoblich, þrívíddar (3D) heilalíffærafrumu sem notuðu fjölþættar stofnfrumur úr mönnum sem „uxu um fjórir millimetrar að stærð og gætu lifað allt að 10 mánuði . [7]. “ Þetta var mikil bylting þar sem fyrri taugafrumulíkön voru ræktuð í 2D.

Nú nýlega, í október 2018, óx teymi vísindamanna undir stjórn Tufts þrívíddarlíkan af heilavef manna sem sýndi sjálfsprottna taugavirkni í að minnsta kosti níu mánuði. Rannsóknin var birt í október 2018 í ACS Biomaterials Science & Engineering, tímarit American Chemical Society [8].

Frá upphafi uppgötvunar á stofnfrumum í músum til vaxandi þrívíddar netkerfa manna frá fjölþættum stofnfrumum á innan við 40 árum hefur hraði vísindalegra framfara verið veldishraði. Þessi þrívíddarlíkön manna í heilavef geta hjálpað til við rannsóknir við uppgötvun nýrra meðferða við Alzheimer, Parkinsons, Huntington, vöðvaspennu, flogaveiki, lungnateppusjúkdómi (einnig þekktur sem ALS eða Lou Gehrigs sjúkdómur) og margir aðrir sjúkdómar og kvillar í heila. Verkfærin sem taugavísindin nota við rannsóknir þróast í fágun og stofnfrumur gegna mikilvægu hlutverki við að flýta fyrir framförum til góðs fyrir mannkynið.

Höfundarréttur © 2018 Cami Rosso Öll réttindi áskilin.

2. Rosso, Cami. „Hvers vegna sýnir heilinn meiri gáfur?“ Sálfræði í dag. 19. október 2018.

3. Háskólinn í Cardiff. „Sir Martin Evans, Nóbelsverðlaun í læknisfræði.“ Sótt 23. október 2018 af http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Hjartaútsýni. „Tímalína stofnfrumna.“ 2015 Apr-Jún. Sótt 10-23-2018 af https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. „Hvernig iPS frumur breyttu heiminum.“ Náttúra. 15. júní 2016.

6. Nóbelsverðlaunin (2012-10-08). „Nóbelsverðlaunin í lífeðlisfræði eða læknisfræði 2012 [Fréttatilkynning]. Sótt 23. október 2018 af https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. „Vísindamenn rækta 3-D heilavef.“ MIT Technology Review. 28. ágúst 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. “ Hagnýt og sjálfbær þrívíddarmannanet fyrir menn frá pluripotent stofnfrumum. “ACS Biomaterials Science & Engineering, tímarit American Chemical Society. 1. október 2018.