Onderzoekers van het Eli en Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research aan de UCLA hebben, Voor de eerste keer, hebben menselijke stamcellen overgehaald om zintuiglijke interneuronen te worden - de cellen die ons onze tastzin geven. Het nieuwe protocol zou een stap kunnen zijn in de richting van op stamcellen gebaseerde therapieën om het gevoel te herstellen bij verlamde mensen die het gevoel in delen van hun lichaam hebben verloren.

De studie, die werd geleid door Samantha Butler, een UCLA universitair hoofddocent neurobiologie en lid van het Broad Stem Cell Research Center, werd vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Stamcelrapporten .

sensorische interneuronen, een klasse van neuronen in het ruggenmerg, zijn verantwoordelijk voor het doorgeven van informatie vanuit het hele lichaam naar het centrale zenuwstelsel, die de tastzin mogelijk maakt. Het ontbreken van een tastzin heeft grote gevolgen voor mensen die verlamd zijn. Bijvoorbeeld, ze kunnen de aanraking van een andere persoon vaak niet voelen, en het onvermogen om pijn te voelen maakt hen vatbaar voor brandwonden door onbedoeld contact met een heet oppervlak.

"Het veld is er lange tijd op gericht geweest om mensen weer te laten lopen, " zei Butler, senior auteur van de studie. "Mensen weer laten voelen heeft niet dezelfde ring. Maar om te lopen, je moet je lichaam in de ruimte kunnen voelen en voelen; de twee processen gaan echt hand in hand."

In een aparte studie, gepubliceerd in september door het tijdschrift eLife , Butler en haar collega's ontdekten hoe signalen van een familie van eiwitten die botmorfogenetische eiwitten worden genoemd, of BMP's, invloed op de ontwikkeling van sensorische interneuronen in kippenembryo's. Het onderzoek van Stem Cell Reports past die bevindingen toe op menselijke stamcellen in het laboratorium.

Toen de onderzoekers een specifiek botmorfogenetisch eiwit toevoegden, BMP4 genaamd, evenals een ander signaalmolecuul genaamd retinoïnezuur, aan menselijke embryonale stamcellen, ze kregen een mengsel van twee soorten sensorische interneuronen. DI1-sensorische interneuronen geven mensen proprioceptie - een gevoel van waar hun lichaam zich in de ruimte bevindt - en dI3-sensorische interneuronen stellen hen in staat een gevoel van druk te voelen.

De onderzoekers ontdekten dat het identieke mengsel van sensorische interneuronen werd ontwikkeld toen ze dezelfde signaalmoleculen toevoegden aan geïnduceerde pluripotente stamcellen. die worden geproduceerd door de eigen rijpe cellen van een patiënt, zoals huidcellen, te herprogrammeren. Deze herprogrammeringsmethode creëert stamcellen die elk celtype kunnen creëren en tegelijkertijd de genetische code behouden van de persoon van wie ze afkomstig zijn. De mogelijkheid om sensorische interneuronen te creëren met de eigen geherprogrammeerde cellen van een patiënt, biedt een aanzienlijk potentieel voor het creëren van een celgebaseerde behandeling die de tastzin herstelt zonder immuunonderdrukking.

Butler hoopt één type interneuron tegelijk te kunnen creëren, wat het gemakkelijker zou maken om de afzonderlijke rollen van elk celtype te definiëren en wetenschappers in staat zou stellen om het proces te starten om deze cellen te gebruiken in klinische toepassingen voor mensen die verlamd zijn. Echter, haar onderzoeksgroep heeft nog niet vastgesteld hoe stamcellen volledig dI1- of volledig dI3-cellen kunnen opleveren - misschien omdat er een andere signaalroute bij betrokken is, ze zei.

De onderzoekers moeten ook nog het specifieke recept bepalen van groeifactoren die stamcellen zouden overhalen om andere soorten sensorische interneuronen te creëren.

De groep implanteert momenteel de nieuwe dI1- en dI3-sensorische interneuronen in het ruggenmerg van muizen om te begrijpen of de cellen integreren in het zenuwstelsel en volledig functioneel worden. Dit is een cruciale stap in de richting van het definiëren van het klinische potentieel van de cellen.

"Dit is een lange weg, Butler zei. "We hebben nog niet opgelost hoe we het contact kunnen herstellen, maar we hebben een belangrijke eerste stap gezet door een aantal van deze protocollen uit te werken om zintuiglijke interneuronen te creëren."