Kmenová bunka "mini-mozku" velmi podobná skutecnému mozku, zjistuje studie

Budování realistického modelu lidského mozku je zásadní soucástí porozumení vývoji mozku, stejne jako neurologických poruch, jako je Alzheimerova nebo Parkinsonova nemoc. Pomocí lidských kmenových bunek výzkumníci vytvorili 3-D model lidského mozku - a nový výzkum zkoumá, jak je podobný skutecnému mozku.
Nová studie hodnotí funkcnost modelu 3-D mozku, který je zde uveden v fluorescencním prurezu. Image credit: Madeline Lancaster / Rada pro lékarské výzkumy, Laborator molekulární biologie, Spojené království.

Mít dobrý model lidského mozku umoznuje vedcum vysetrovat neurologické poruchy, dozvedet se více o vývoji a fungování mozku a mozná i v budoucnu dokonce i testovat experimentální léky dríve, nez vstoupí do klinického hodnocení.

V soucasné dobe vedci obvykle pouzívají 2-D modely mozku. Nejnovejsí vývoj v modelování mozku vsak zahrnuje vytvorení funkcní 3-D mozkové tkáne a celé "mini-mozky" z lidských kmenových bunek.

Nový výzkum zkoumá takový 3-D mini-mozkový model a zkoumá jeho výhody pres model 2-D mozku.

Studie provedli vedci z Institutu Salk a výsledky byly publikovány v casopise Zprávy o bunkách.

Vývoj v modelování mozku

Schopnost pestovat mozek zcela z lidských bunek není nová, ale je pomerne nedávná a byla autorkou této nové studie pozvána jako "skutecný prulom".

Výzkumníci spolecnosti Salk Institute uvádejí evropskou studii z roku 2013, ve které vedci z embryonálních a dospelých kmenových bunek in vitro vyvíjeli model mozkových organoidu (CO) in vitro. Vedci pak umístili bunky do 3-D gelu, kde se vyvinuly do realistických vrstev, které odrázejí skutecný lidský mozek.

Predtím byly embryonální kmenové bunky transformovány do jednovrstvých mozkových bunek uvnitr petriho misky, ale to melo zjevné omezení, ze jsou 2-D namísto 3-D skutecného mozku.

Omezené 2-D modely mozku jsou dnes siroce pouzívány, ale vedci spolecnosti Salk Institute poukazují na výhody modelu 3-D CO.

"Bylo schopno rust lidských mozkových bunek jako malých trojrozmerných orgánu, coz je opravdový prulom," ríká Joseph Ecker, hlavní autor nové studie, Howard Hughes Medical Investigator Institute a profesor a reditel Salkovy genomové analytické laboratore. "Ted, kdyz máme strukturálne realistický model, muzeme se zacít ptát, zda je také funkcne realistický tím, ze se podíváme na jeho genetické a epigenetické rysy."

Hodnocení genetických a epigenetických vlastností mini-mozku

Výzkumní pracovníci vedeni Eckerem porovnávali casné vývojové CO s reálnou mozkovou tkání ve stejné casné vývojové fázi.

Tým vytvoril CO pro jejich analýzu s pouzitím lidské embryonální bunecné linie nazývané H9. Chemicky indukovaly bunky do dráhy neurodevelopmentu po dobu 60 dnu.

Potom vedci analyzovali epigenetiku mini-mozku, pricemz se podívali na vzory chemických markeru, které jsou zodpovedné za aktivaci nebo umlcení genu.

Zájem vedcu o epigenetiku vychází z rostoucí dukazu, ze faktory zivotního prostredí, vcetne stravy nebo stresu, hrají roli v onemocneních mozku, jako je schizofrenie.

Ecker a tým srovnali výsledky s vekem odpovídajícími reálnými tkánemi z NeuroBioBank National Institute of Health (NIH) a dalsí 2-D data z mozku.

3-D modely se velmi podobají skutecnému mozku

Ackoli CO byly pestovány v laboratorích jiz tri roky, nebylo dosud známo, jak se podobne chovali k opravdovým mozkum, dokud jim Ecker a jejich tým nezkoumali ve své nové studii.

Výzkumníci zjistili, ze CO byly mnohem více podobné reálné mozkové tkáni nez 2-D modely z hlediska bunecné diferenciace a genové exprese. V raném vývojovém stádiu se mini-mozky vyvíjejí velmi podobným tempem jako skutecné mozky.

Epigeneticky studie ukázala, ze jak 3-D, tak 2-D modely mají podobné aberantní vzory, coz je spolecné vsem bunkám pestovaným in vitro na rozdíl od in vivo. Význam tohoto rozdílu jeste není jasný, upozornuje Ecker, ale je velmi významný, pokud jde o to, jak podobný model muze být pro skutecný mozek.

"Nase nálezy ukazují, ze mozkové organoidy jako 3-D model mozkové funkce se priblízí skutecnému mozku nez 2-D modely, takze snad s vyuzitím epigenetického vzoru jako meridla muzeme jeste priblízit," ríká Ecker.

První autor clánku, Chongyuan Luo, také zduraznuje príspevek, který jejich studie prinásí do neurologie.

"Nikdo predtím neudelal epigenetické sekvenování mozkových organoidu. Tento druh hodnocení je tak dulezitý pro pochopení vývoje mozku, zvláste pokud budeme tyto tkáne nakonec pouzívat k neurologickým terapiím."

Chongyuan Luo

Zjistete, jak jednoduchý pocítacový model osvetluje spící mozku.

Sírení houbových chorob ohrozuje zabezpecení potravin, biologickou rozmanitost

Rozsirování stávajících a vznikajících houbových chorob u rostlin a zvírat predstavuje hrozbu pro celosvetovou bezpecnost potravin a biologickou rozmanitost, podle nové studie, jejíz autori navrhnou, aby se zabránilo hnilobe hub v nejdulezitejsích plodinách, mohlo privést dalsí 600 milionu lidí rocne. Písemne v on-line vydání Nature z 11. dubna výzkumníci z Oxfordské univerzity a Imperial College London ve Spojeném království spolu s kolegy z nekolika institucí v USA tvrdí, ze houbová hrozba je z velké cásti dusledkem lidské cinnosti a vyzaduje více prostredky na zprísnení biologické bezpecnosti na celém svete.

(Health)

Rakovina prsu: Vizuální pruvodce pro vlastní vysetrení

Tabulka obsahu Kde jsou formy rakoviny Jak provádet vlastní vysetrení prsu Samoregulace prsou a casná diagnóza Mesícní vysetrení prsu muze pomoci zjistit abnormality nebo zmeny, které mohou být príznaky rakoviny. Ne kazdý druh rakoviny prsu lze nalézt prostrednictvím fyzikálního vysetrení. Nicméne, pravidelné sebe-vysetrení muze zvýsit sance objevovat nekteré rakoviny prsu brzy.

(Health)