Потенциал малого мозга для инновационных исследований мозга

Для своего исследования нейробиолог Наэль Назиф Касри выращивает клетки мозга из клеток кожи. Метод, чей японский изобретатель Яманака получил Нобелевскую премию в 2012 году. Касри собирает культивируемые клетки мозга в лотки. Там клетки общаются друг с другом. Затем создается сеть взаимосвязанных мозговых клеток, излучающих электрические сигналы, подобно тому, как «настоящие» мозговые клетки функционируют в нашей голове. С помощью этой технологии можно создать индивидуальную «мозговую сеть» для каждого человека.

недавно Публикации Стали Способность От мини-мозга до новых инновационных исследований мозга. Микромозг и культивируемые биологические модели в 2D и 3D являются своего рода биологическими близнецами. Их можно использовать для упрощения вычислений и ремонта, чтобы быстро возникали новые идеи, которые можно было проверить в «реальной жизни». Потенциал этой новой технологии был недавно подтвержден, когда ZonMw выделила 4 миллиона евро на проект. модель мозгаСоучредителем является Наэль Назиф Касри.

Мини-мозги по шаблонам сигналов

В конечном итоге культивируемые клетки мозга дают определенный образец. Это создает своего рода базовый электрический ритм. Касри может «подслушать» этот ритм с помощью кронштейна на дне лотка для разведения. Исследования Кассери показали, что у здоровых людей ритм одинаков. происходят ли клетки от мужчин, женщин, подростков и пожилых людей; Всегда появляется один и тот же базовый узор. Это означает, что у нас есть очень мощная система, с помощью которой мы можем надежно изучать мозговую активность людей в лотках с культурой », — говорит нейробиолог.

Тот же новый метод исследования мозга может быть применен и к людям с неврологическими расстройствами. Пересаженные клетки мозга этих людей также демонстрируют основной ритм. Это отклоняется от обычного основного ритма. В зависимости от неврологической проблемы в «маленьком мозге» возникают другие основные ритмы. Из этого можно сделать вывод, что тип аномалии может что-то сказать о биологических процессах, происходящих в клетках человеческого мозга.

Например, исследователи могут использовать культивированные клетки мозга для проведения более целенаправленных исследований мозга. Клетки мозга у людей с MELAS (митохондриальная энцефаломиопатия, лактат-ацидоз и инсульт) демонстрируют одинаковый аномальный базовый ритм, в то время как люди с синдромом Коллин де Фриза демонстрируют несколько иной характерный образец.

Инновации в исследованиях мозга

С помощью молодых умов исследование мозга становится намного проще. В сотрудничестве с Хондрионом Касри провел исследование на людях с MELAS, распространенным митохондриальным заболеванием, при котором синапсы также функционируют хуже. Chondrion исследует сонкроманол как потенциальное лекарство против MELAS. Мы добавили этот препарат к трем культивированным малым мозгам трех разных пациентов. В другой статье в Stem Cell Reports мы пишем, что у двух из трех мы наблюдали улучшение связи в мозге. сеть. Молекулярные процессы также улучшились. Таким образом, можно будет определить людей, которым лекарство принесет пользу. Часто только часть пациентов хорошо справляется с этим лекарством. Если вы можете определить, кто они такие, — говорит Касри. , это очень важно «.

Кроме того, мини-мозг также подходит для лучшего понимания механизмов основного заболевания. Это связано с тем, что сети клеток мозга в лотках состоят из того же генетического материала (ДНК), что и кожа или клетки крови отдельного пациента.

Известно, что причиной людей с синдромом Коллина де Фриза, названным в честь исследователей из Radboudumc, является отсутствие гена KANSL1 или мутации в этом гене. Однако неизвестно, как этот генетический вариант приводит, среди прочего, к легкой или умеренной умственной отсталости. Новое исследование мозга с использованием крошечного мозга разрешило эту загадку. Который Исследовать Исполняет Касри с Кэтрин Линда, Дэвид Каллен и Берт де Фрис.

Они показали, что ген KANSL1 играет важную роль в аутофагии. Это процесс, при котором клетка расщепляет белки и использует оставшиеся части для создания новых белков. При отсутствии или дефекте гена KANSL1 очень мало используется повторно. Затем отработанные белки накапливаются в клетках мозга, которые затем функционируют хуже или даже погибают. Большая часть повреждений клеток мозга у людей с синдромом Коллина де Фриза вызвана оксидантами. В нашем молодом мозге мы можем значительно уменьшить этот ущерб с помощью антиоксидантов. Это важная отправная точка для дальнейших исследований и, возможно, долгосрочного лечения. Кроме того, мы считаем, что аутофагия может играть роль в дальнейших нарушениях развития и умственной отсталости. Несколько других генов, вместе с KANSL1, ответственны за этот процесс рециркуляции в клетках мозга. Если они не работают должным образом, они могут вызвать аналогичные проблемы », — объясняет Касри.