[Maciejka]

Naukowcy potrafią naprawiać uszkodzone obszary mózgu za pomocą precyzyjnych przeszczepów niewielkiej liczby wyselekcjonowanych neuronów. Publikacja, której pierwszym autorem jest dr Artur Czupryn z Instytutu Nenckiego PAN ukazała się właśnie na łamach "Science"

Neurobiolog z warszawskiego Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Nenckiego PAN prowadził badania w USA w Harwardzkiej Akademii Medycznej oraz Massachusetts General Hospital. Prace były współfinansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej a obecnie są kontynuowane w Instytucie Nenckiego.

Pracowaliśmy przy tym projekcie w sumie ponad pięć lat i jesteśmy wręcz zaskoczeni tak spektakularnymi wynikami - mówi magazynowi Next polski naukowiec.

Niepraktyczna terapia odchudzająca
Razem z amerykańskimi kolegami prowadził doświadczenia na myszach cierpiących na chorobliwą otyłość mającą podłoże genetyczne. Dzięki naprawieniu niesprawnych obszarów w mysich mózgach, zwierzęta schudły. Umieszczenie w obrębie tzw. podwzgórza zdrowych komórek nerwowych pobranych od mysich zarodków pozwoliło naukowcom dokładnie prześledzić procesy naprawcze w mózgu. Okazało się, że wszczepione komórki dobrze się przyjmują, naprawiają uszkodzone przez chorobę genetyczną połączenia i normalizują przemianę materii.

Cały projekt opisany w "Science" nie miał jednak na celu opracowania kolejnej wyrafinowanej metody na zrzucenie kilku kilogramów. Podwzgórze to bardzo ważny i skomplikowany obszar mózgu. Odpowiada między innymi za regulację łaknienia, metabolizmu i temperatury ciała, związany jest z seksem i agresją. Potencjalne zastosowania nowej terapii mogą obejmować leczenie uszkodzeń rdzenia kręgowego, autyzmu, epilepsji, chorób Parkinsona, Huntigtona czy ALS.

Wybraliśmy ten problem, chociaż nawet przez chwilę nie braliśmy pod uwagę wykorzystania przeszczepów neuronów do leczenia otyłości - wyjaśnia prof. Jeffrey Macklis z Uniwersytetu Harvarda, który kierował zespołem badaczy. - Zajęliśmy się bardzo skomplikowaną siecią neuronową podwzgórza, ponieważ pozwoliło to uzyskać jednoznaczne, mierzalne wyniki - nie tylko dotyczące otyłości u myszy, lecz także zmian zawartości glukozy w ich osoczu (podobnie jak przy cukrzycy u ludzi), zmian poziomu insuliny i proporcji ciężaru tkanki tłuszczowej do beztłuszczowej masy ciała - i wykorzystaliśmy tę złożoną sieć do sprawdzenia, czy precyzyjnie dobrane i kontrolowane przeszczepy neuronów mogą naprawdę przebudować mózg.

Naprawić błędu w mózgu
Harvardzkie Laboratorium Macklisa pracuje nad transplantacją neuronów do chorych lub uszkodzonych mózgów od wielu lat. Dotychczasowe badania pozostawiały jednak wątpliwości, co dokładnie dzieje się z przeszczepianymi komórkami - czy faktycznie łatają sieć połączeń mózgowych w przewidziany sposób. Stąd pomysł na eksperyment z otyłymi myszami.

Zadaniem dr. Artura Czupryna i współpracującej z nim dr Maggie Chen była transplantacja neuronów, a następnie - obserwacja ich rozwoju i integracji. Komórki w odpowiednim stadium rozwoju (które w dodatku są przezroczyste) należało umieścić bardzo precyzyjnie w określonej części podwzgórza.

Praca wymagała ogromnej precyzji, bo należało celnie wprowadzić neurony w interesujący nas fragment podwzgórza. Ponadto, zdrowe niedojrzałe neurony pobieraliśmy z mysich zarodków, gdzie rozwijające się podwzgórze jest mikroskopijnej wielkości - wyjaśnia dr. Czupryn. - Do przeszczepów używaliśmy swoistego mikroskopu ultrasonograficznego" - ultrasonografu o dużej rozdzielczości , znacznie wyższej niż USG używane w szpitalach. Mogliśmy więc obserwować mysie mózgi bardzo dokładnie i przeprowadzić transplantację komórek prawie bezinwazyjnie. Mikropipeta, której używaliśmy, miała grubość zaledwie trzy-cztery razy większą od rozmiarów pojedynczego neuronu - opowiada badacz.

Następnie naukowcy analizowali działanie nowych obwodów w naprawianych mózgach zwierząt.

Stwierdziliśmy, że te neurony nie tylko przekształciły się w komórki właściwego rodzaju, ale także wysyłały sygnały do mózgu biorców przeszczepu i przyjmowały je stamtąd - podkreśla prof. Macklis.

Na chorobę psychiczną - przeszczep
Ponieważ przeszczepione neurony pochodziły od myszy transgenicznych i były znakowane białkiem fluoryzującym pod mikroskopem na zielono, można je było łatwo zlokalizować podczas oceny efektów eksperymentu. Naukowcy przebadali więc naprawiane mózgi bardzo dokładnie i uzyskali potwierdzenie sukcesu prowadzonych przeszczepów. Zwłaszcza, że leczone gryzonie wyszczuplały, a ich metabolizm zaczął wracać do normalnego poziomu.

Znamy tylko dwa obszary mózgu, w których cały czas, również u dorosłych osobników i na dużą skalę zachodzi tzw. neurogeneza, czyli powstawanie nowych neuronów - wyjaśnia prof. Macklis. - Nam się udało przebudować i przywrócić normalne funkcje złożonego fragmentu mózgu, w którym w naturalny sposób neurogeneza nie zachodzi.

Odkryliśmy, że te komórki świetnie się integrują z połączeniami nerwowymi biorcy - dodaje prof. Matthew P. Anderson z Harvard Medical School, współautor pracy. - Oznacza to nowe ekscytujące możliwości w stosowaniu podobnych technik do leczenia chorób neurologicznych i psychicznych.
Faktycznie te doświadczenia otwierają duże możliwości. Przede wszystkim wiemy już, że dzięki wprowadzeniu małej liczby komórek możemy uzupełniać niedobory neuronów w uszkodzonym mózgu, a poprzez przywrócenie brakujących funkcji mózgu mamy pewność, że te przeszczepione neurony są aktywne - komentuje dr Czupryn. - Jednak droga do zastosowania tej technologii u ludzi jest jeszcze długa.

Polski naukowiec wyjaśnia, że eksperymentowano już z odbudową uszkodzeń mózgu np. z użyciem komórek macierzystych, które w mózgu miały przekształcić się w neurony. Najczęściej prowadziło to jednak do niekontrolowanych przekształceń tych komórek i procesów nowotworzenia. Czasami więc eksperymentalna terapia kończyła się guzem mózgu. Nieźle zapowiadają się badania nad wszczepianiem komórek macierzystych, które są już na drodze przeobrażania się w komórki nerwowe. Praca dr. Czupryna i współpracowników dostarcza bardzo precyzyjnej technologii, w której mamy do czynienia z młodymi zdrowymi neuronami, które po przeszczepieniu specjalizują się i działają dokładnie tak, jak tego oczekujemy.

Zdaniem polskiego badacza, najbardziej obiecujące potencjalne zastosowania opisanej w "Science" terapii to leczenie uszkodzeń rdzenia kręgowego albo choroby Parkinsona - tj. schorzeń, w których medycyna już dość dobrze wie, co trzeba załatać.

Naprawianie mózgu: prestiżowa praca Polaka, Łukasz Partyka 24.11.2011
źródło

[groszek]

Rzeczywiście niesamowite, ale u ludzi znaczyło by to pobieranie neuronów od ludzkich zarodków, czyli krótko mówiąc zabijanie jednych, żeby poprawić funkcjonowanie drugich...

O zmianach w psychice powstałych na skutek guzów i innych zaburzeń w mózgu pisze w swoich książkach amerykański neurolog Oliver Sacks i to co opisuje daje wyobrażenie jak bardzo zależni jesteśmy od tego co nam się dzieje w głowie...i tak na prawdę jesteśmy wtedy bezradni, gdyż niewiele od nas zależy

[Maciejka]

Od ludzkich zarodków, brrr. Ale piszą również o użyciu komórek macierzystych. Choć nie wiem, może pobranych z zarodków?

[Margola]

Hm, cytując "Nieźle zapowiadają się badania nad wszczepianiem komórek macierzystych, które są już na drodze przeobrażania się w komórki nerwowe." - to mi brzmi dość jednoznacznie...

[groszek]

tak o macierzystych też napisali, ze przeobrażają się w guzy....

tu :(...) Polski naukowiec wyjaśnia, że eksperymentowano już z odbudową uszkodzeń mózgu np. z użyciem komórek macierzystych, które w mózgu miały przekształcić się w neurony. Najczęściej prowadziło to jednak do niekontrolowanych przekształceń tych komórek i procesów nowotworzenia. Czasami więc eksperymentalna terapia kończyła się guzem mózgu.

Odkąd przeczytałam książki Olivera Sacksa o tym jakie zmiany mogą zachodzić w psychice człowieka pod wpływem zmian neurologicznych w mózgu, jestem bardzo ostrożna w podchodzeniu do takich ingerencji w mózg ludzki...