Meilleure façon de croître neurones moteurs à partir de cellules souches

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Les chercheurs rapportent qu'ils peuvent générer des neurones moteurs humains à partir de cellules souches beaucoup plus rapidement et efficacement que les méthodes précédentes autorisés. La conclusion, décrit dans Nature Communications, aidera efforts visant à modéliser le développement des neurones moteurs humaine et pour comprendre et traiter les blessures de la moelle épinière et les maladies du motoneurone comme la sclérose latérale amyotrophique (SLA).

Meilleure façon de croître neurones moteurs à partir de cellules souches

Université de l'Illinois et cellulaire professeur de biologie du développement Fei Wang, à gauche; chercheur invité Qiuhao Qu, au centre; science des matériaux et professeur de génie Jianjun Cheng; et leurs collègues ont amélioré le processus de conversion des cellules souches dans les neurones moteurs. (Neurones sont vert; les neurones moteurs sont rouges dans l'image à l'écran).

Crédit: L. Brian Stauffer

La nouvelle méthode consiste à ajouter des molécules de signalisation critiques des précurseurs des cellules quelques jours plus tôt que les méthodes précédentes spécifiés. Ceci augmente la proportion de neurones moteurs sains dérivées de cellules souches (de 30 à 70 pour cent) et les coupes dans la moitié du temps nécessaire pour ce faire.

"Nous soutenons que, quoi qu'il arrive dans le corps humain va être très efficace, très rapide", a déclaré l'Université de la cellule de l'Illinois et professeur de biologie du développement Fei Wang, qui a mené l'étude avec chercheur invité Qiuhao Qu et science des matériaux et professeur de génie Jianjun Cheng. "Les approches précédentes ont 40 à 50 jours, puis l'efficacité était très faible -. 20 à 30 pour cent Donc il est peu probable que ces méthodes recréent le développement des neurones moteurs humaine."

La méthode de Qu a produit une population beaucoup plus importante des neurones moteurs matures et fonctionnelles en 20 jours.

La nouvelle approche permettra aux scientifiques d'induire le développement maturité du motoneurone humaine en culture cellulaire, et d'identifier les facteurs qui sont essentiels à ce processus, a dit Wang.

Les cellules souches sont uniques en ce qu'ils peuvent adopter la forme et la fonction d'une variété de types de cellules. Génération neurones à partir de cellules souches (soit des cellules souches embryonnaires ou ceux «induits» pour revenir à un état semblable à un embryon) nécessite l'ajout de molécules de signalisation dans les cellules à des moments critiques de leur développement.

Wang et d'autres collègues précédemment découvert une molécule (appelée composé C) qui convertit les cellules souches en «cellules progénitrices neurales," un stade précoce dans le développement des cellules en neurones. Mais câline davantage ces cellules à devenir des neurones moteurs présentés défis inhabituels.

Des études antérieures ont ajouté deux molécules importantes de signalisation à Jour 6 (six jours après l'exposition au composé C), mais avec un succès limité dans la génération de neurones moteurs. Dans la nouvelle étude, Qu a découvert que l'addition des molécules de signalisation au jour 3 fonctionnait beaucoup mieux: Les cellules progénitrices neurales rapidement et efficacement différenciées en neurones moteurs.

Cela indique que Jour 3 représente un stade de cellules progénitrices neurales auparavant inconnu, a dit Wang.

La nouvelle approche a des applications immédiates dans le laboratoire. Regarder comment les cellules souches (provenant de la peau propres cellules des patients atteints de SLA, par exemple) se développer en neurones moteurs offrira de nouvelles perspectives dans les processus de la maladie, et toute méthode qui améliore la vitesse et l'efficacité de la production des neurones moteurs aidera les scientifiques. Les cellules peuvent également être utilisés pour cribler des médicaments pour traiter les maladies du motoneurone, et pourraient un jour être utilisés en thérapeutique pour rétablir la fonction perdue.

"Pour avoir, d'une façon rapide et efficace pour générer des neurones moteurs sera sans aucun doute cruciale à l'étude - et potentiellement traiter - des blessures et des maladies de la moelle épinière, comme la SLA», a dit Wang.