实验室培养的人类大脑瀑样模仿一个自闭症谱系障碍,帮助测试治疗
大多数自闭症谱系障碍一个复杂、多因子的遗传因素,很难找到具体的治疗方法。Rett综合症是一个例外。婴儿出生,这种形式的障碍有专门的突变MECP2大脑发育基因,造成严重的损伤,主要影响女性。但仍然没有treatment-current疗法旨在缓解症状,但不解决问题的根源。
加州大学圣地亚哥医学院的研究人员和桑福德财团最近使用干细胞再生医学大脑organoids-also称为“mini-brains”——缺乏功能MECP2更好地研究这个疾病的基因。
在12月8日发布的一项研究中,2020年EMBO分子医学,团队确定了两个候选药物抵消不足缺乏引起的MECP2基因。这些化合物的钙含量恢复,神经递质生产和电脉冲活动,返回Rett综合症大脑温度瀑样。
“基因突变导致此病的几十年前被发现,但治疗进展滞后,部分原因至少在小鼠模型研究人类还没有翻译,“Alysson r . Muotri资深作者说,博士,教授,儿科和细胞和分子医学在加州大学圣地亚哥分校医学院的。bob电竞“这项研究是由一个模型的需要,更好地模拟人类大脑。”
大脑瀑样三维细胞模型的表示方面人类的大脑在实验室里。这些瀑样帮助研究人员追踪人类发展,揭开导致疾病的分子事件和测试新的治疗方法。在加州大学圣地亚哥分校,大脑瀑样已经用于生产第一个直接实验证明巴西Zika病毒可以引起严重的出生缺陷和将现有艾滋病药物治疗另一个罕见的遗传性神经系统障碍。Muotri和团队也他们的大脑瀑样送到国际空间站测试微重力的影响大脑发育——也许超出地球上的人类生活的前景。
当然,他们不是完美的复制品。瀑样没有连接到其他器官系统,如血管。直接添加药物测试大脑瀑样不需要穿过血脑屏障,专门的血管,使大脑基本上免费的细菌,病毒和毒素。
但研究人员发现瀑样非常有用的检查物理结构和基因表达的变化随着时间的推移,或由于基因突变,病毒或药物。更重要的是,Muotri的团队最近优化大脑瀑样演绎过程与早产儿的电脉冲的模式,使其比以往任何时候都更像真正的人类大脑。
在最新的研究中,研究者应用这对脑功能瀑样新的协议,使用诱导多功能干细胞(万能)来自Rett综合症患者。简而言之,他们收集了皮肤样本,治疗的细胞,将其转换为万能,然后,哄他们变成脑细胞,保留每个病人的独特的遗传背景。来验证他们的发现,该小组还改造大脑瀑样,人为缺乏MECP2基因,甚至混合变异和控制单元来模拟马赛克模式通常出现在女性患者。
缺乏的MECP2瀑样基因改变了许多事情:形状、神经元亚型,基因表达模式,神经递质生产和突触形成。钙活动和电脉冲也降低了。这些变化导致皮层神经振荡波的出现的主要缺陷,即“脑电波”。
为了弥补丢失的MECP2基因,团队治疗大脑瀑样14候选药物已知的影响各种脑细胞功能。几乎所有的分子和细胞症状是解决当研究者治疗此病大脑瀑样两个最好的候选药物,Nefiracetam PHA 543613。例如,活动在Rett综合症瀑样神经元的数量几乎翻了一番后治疗。Nefiracetam PHA 543613以前进行I和II期临床试验治疗其他的条件,这意味着他们已经穿过血脑屏障和为人类食用是安全的。
根据Muotri,这些实验结果为推进Nefiracetam提供一个令人信服的论点和PHA 543613为患者的临床试验MECP2有缺陷的神经发育障碍。
但最终,最好的治疗此病的药物可能不是一个“超级”,他说。
”有一个趋势在神经科学领域寻找高度特定的药物,达到精确的目标,使用单一药物,一种复杂的疾病,“Muotri说,他也是加州大学圣地亚哥分校干细胞项目主任和再生医学的桑福德财团的成员。“但我们不做其他许多复杂的疾病,在使用多管齐下的治疗。同样,这里没有一个目标固定所有的问题。我们需要开始考虑药物鸡尾酒,作为已经成功治疗艾滋病和癌症。”
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