Minden iLive-tartalmat orvosi szempontból felülvizsgáltak vagy tényszerűen ellenőriznek, hogy a lehető legtöbb tényszerű pontosságot biztosítsák.
Szigorú beszerzési iránymutatásunk van, és csak a jó hírű média oldalakhoz, az akadémiai kutatóintézetekhez és, ha lehetséges, orvosilag felülvizsgált tanulmányokhoz kapcsolódik. Ne feledje, hogy a zárójelben ([1], [2] stb.) Szereplő számok ezekre a tanulmányokra kattintható linkek.
Ha úgy érzi, hogy a tartalom bármely pontatlan, elavult vagy más módon megkérdőjelezhető, jelölje ki, és nyomja meg a Ctrl + Enter billentyűt.
A tudósok több mint 400 típusú idegsejtet növesztettek őssejtekből
Utolsó ellenőrzés: 15.07.2025
Az idegsejtek nem csupán idegsejtek. Ha kellően részletesen megvizsgáljuk őket, a legújabb becslések szerint több száz vagy akár több ezer különböző típusú idegsejt létezik az emberi agyban. Ezek a típusok funkcióikban, nyúlványaik számában és hosszában, valamint egymáshoz való kapcsolódásában különböznek. Különböző neurotranszmittereket szabadítanak fel a szinapszisokba, és az agy területétől függően – például az agykéregben vagy a középagyban – különböző típusú sejtek aktívak.
Amikor a tudósok kísérletekhez idegsejteket növesztettek őssejtekből Petri-csészékben, nem tudták megmagyarázni ezt a sokféleséget. A közelmúltig a kutatók csak néhány tucat különböző típusú idegsejt in vitro tenyésztésére fejlesztettek ki módszereket. Ehhez géntechnológiai megközelítéseket alkalmaztak, vagy jelátviteli molekulákat adtak hozzá specifikus intracelluláris jelátviteli útvonalak aktiválásához. De soha nem jutottak közel ahhoz, hogy megragadják a szervezetben létező több száz vagy ezer különböző típusú idegsejt sokféleségét.
„Az őssejtekből származó neuronokat gyakran használják betegségek tanulmányozására. De eddig a kutatók gyakran figyelmen kívül hagyták, hogy milyen típusú neuronokkal dolgoznak” – mondja Barbara Treutlein, a bázeli ETH Zürich Bioszisztémák Tudományos és Mérnöki Tanszékének professzora.
Azt mondja azonban, hogy ez nem a legjobb megközelítés az ilyen munkákhoz.
„Ha sejtmodelleket akarunk fejleszteni olyan betegségek és rendellenességek tanulmányozására, mint az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór és a depresszió, figyelembe kell vennünk a kóros folyamatban részt vevő idegsejtek specifikus típusát.”
A szisztematikus szűrés a siker kulcsa
Treutlein és csapata mára több mint 400 különböző típusú idegsejtet állított elő sikeresen, megnyitva az utat a sejtkultúrákat alkalmazó pontosabb alapvető neurológiai kutatások előtt.
Az ETH tudósai ezt úgy érték el, hogy emberi indukált pluripotens őssejtek kultúrájával dolgoztak, amelyek vérsejtekből származtak. Ezekben a sejtekben genetikailag módosítottak bizonyos neuronális szabályozó géneket, és a sejteket különböző morfogénekkel – a jelzőmolekulák egy speciális osztályával – kezelték. Treutlein csapata szisztematikus megközelítést alkalmazott: hét morfogént különböző kombinációkban és koncentrációkban a szűrőkísérleteikben. Ez végül közel 200 különböző kísérleti körülményt eredményezett.
Morfogének
A morfogének az embrionális fejlődéssel kapcsolatos vizsgálatokból ismert jelátviteli anyagok. Egyenetlenül oszlanak el az embrióban, és különböző koncentrációkban térbeli gradienseket alkotnak. Így meghatározzák a sejtek helyzetét az embrióban - például, hogy egy sejt közelebb van-e a test tengelyéhez, vagy hátul, a hason, a fej vagy a törzs területén helyezkedik-e el. Ennek megfelelően a morfogének segítenek meghatározni, hogy mely struktúrák alakulnak ki a test különböző részein.
A tudósok különféle elemzési technikákat alkalmaztak annak bizonyítására, hogy a kísérletben több mint 400 különböző típusú idegsejtet sikerült kinyerniük. Az RNS-t (és így a genetikai aktivitást) az egyes sejtek szintjén vizsgálták, valamint a sejtek megjelenését és működését, például azt, hogy milyen típusú sejtfolyamatokkal rendelkeznek, és milyen elektromos idegimpulzusokat bocsátanak ki.
A kutatók ezután összehasonlították adataikat az emberi agyi neuronok adatbázisaiból származó információkkal. Ez lehetővé tette számukra, hogy meghatározzák a létrejött idegsejtek típusát, például a perifériás idegrendszer sejtjeit vagy az agysejteket, valamint azt, hogy az agy melyik területéről származnak, és miért felelősek ezek a sejtek – fájdalom, hideg, mozgás stb. érzékeléséért.
In vitro neuronok a hatóanyagok keresésére
Treutlein szerint még messze vannak attól, hogy in vitro előállítsák a szervezetben létező összes idegsejttípust. A kutatók azonban most sokkal több különböző sejttípushoz férhetnek hozzá, mint korábban.
In vitro növesztett neuronokat szeretnének felhasználni olyan sejtmodellek fejlesztésére, amelyekkel súlyos neurológiai betegségeket, többek között skizofréniát, Alzheimer-kórt, Parkinson-kórt, epilepsziát, alvászavarokat és szklerózis multiplexet lehetne vizsgálni. Az ilyen sejtmodellek a gyógyszerkutatás szempontjából is nagy érdeklődésre tartanak számot, lehetővé téve az új hatóanyagok hatásainak tesztelését sejtkultúrákban, állatok felhasználása nélkül, azzal a végső céllal, hogy egy napon megtanulják, hogyan lehet gyógyítani ezeket a betegségeket.
A jövőben ezeket a sejteket sejtpótló terápiára is fel lehetne használni, amelynek során a beteg vagy elhalt agyi idegsejteket új emberi sejtekkel helyettesítik.
De mielőtt ez megtörténhetne, van egy probléma, amit meg kell oldani: Kísérleteik során a kutatók gyakran több különböző típusú idegsejt keverékét állították elő. Jelenleg a módszer optimalizálásán dolgoznak, hogy minden kísérleti körülmény csak egy adott típusú sejtet hozzon létre. Már vannak kezdeti ötleteik arra vonatkozóan, hogyan lehet ezt megvalósítani.