Früher schwer zu bekommen, können Astrozyten jetzt in Milliarden und Billionen aus einer einzelnen Stammzelle gezüchtet werden, was Laboruntersuchungen zu neurologischen Zuständen ermöglicht.
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Die Fähigkeit, große, gleichmäßige Mengen von Astrozyten herzustellen, eröffnet laut Zhang einen neuen Weg, um die funktionellen Rollen der am häufigsten vorkommenden Zelle des Gehirns sowie deren Beteiligung an einer Vielzahl von Erkrankungen des Zentralnervensystems, die von Kopfschmerzen bis hin zu Demenz reichen, besser zu verstehen . Darüber hinaus bietet die Fähigkeit, Zellen zu kultivieren, Forschern ein leistungsfähiges Werkzeug, um neue Therapien und Medikamente für neurologische Erkrankungen zu entwickeln.
Zhang, Forscher am Waisman Center von UW-Madison und Professor für Neurowissenschaften an der UW School of Medicine and Public Health, sagte:
Diesen Zellen wurde nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt, da menschliche Astrozyten schwer zu bekommen waren. Aber wir können Milliarden oder Billionen davon aus einer einzigen Stammzelle machen.
Obwohl Astrozyten im Vergleich zu Neuronen, den großen filamentösen Zellen, die Informationen verarbeiten und übertragen, nur einen kurzen Entwicklungsschritt in der Wissenschaft hinter sich haben, wenden sich die Wissenschaftler den häufigeren Zellen zu, während ihre Rolle im Gehirn besser verstanden wird.
Es gibt eine Vielzahl von Astrozytentypen, die grundlegende Haushaltsaufgaben übernehmen, beispielsweise die Regulierung des Blutflusses, das Aufsaugen von überschüssigen Chemikalien, die durch die Wechselwirkung mit Neuronen erzeugt werden, und die Kontrolle der Blut-Hirn-Schranke, eines Schutzfilters, der das Eindringen gefährlicher Moleküle verhindert Gehirn.
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Einige Studien legen nahe, dass Astrozyten sogar eine Rolle in der menschlichen Intelligenz spielen, da ihr Volumen im menschlichen Gehirn viel größer ist als bei jeder anderen Tierart.
Zhang bemerkte:
Ohne den Astrozyten können Neuronen nicht funktionieren. Astrozyten wickeln sich um Nervenzellen, um sie zu schützen und gesund zu halten. Sie sind an nahezu jeder Funktion oder Störung des Gehirns beteiligt.
Laut Zhang hat die Fähigkeit, Astrozyten im Labor zu fälschen, mehrere potenzielle praktische Ergebnisse. Sie könnten als Screening zur Identifizierung neuer Medikamente zur Behandlung von Erkrankungen des Gehirns verwendet werden, sie könnten zur Modellierung von Erkrankungen in der Laborschale verwendet werden und in fernerer Zukunft könnten die Zellen transplantiert werden, um eine Vielzahl von neurologischen Erkrankungen zu behandeln Erkrankungen, einschließlich Hirntrauma, Parkinson-Krankheit und Rückenmarksverletzung. Es ist möglich, dass Astrozyten, die für den klinischen Einsatz vorbereitet wurden, zu den ersten Zellen gehören, die in einen neurologischen Zustand eingreifen, da die von der tödlichen ALS (Lou Gehrig-Krankheit) betroffenen Motoneuronen in Astrozyten eingeschwemmt sind.
Zhang sagte:
Bei einer Verletzung oder einem neurologischen Zustand müssen die Neuronen im Gehirn härter arbeiten und produzieren dadurch mehr Neurotransmitter.
Neurotransmitter sind Chemikalien, die im Überschuss für andere Zellen im Gehirn toxisch sein können.
Eine Idee ist, dass es möglich sein könnte, Motoneuronen zu retten, indem normale, gesunde Astrozyten in das Gehirn eingebracht werden. Diese Zellen sind wirklich nützlich als therapeutisches Ziel.
Die von der Wisconsin-Gruppe entwickelte Technologie legt den Grundstein für die Herstellung aller verschiedenen Arten von Astrozyten. Darüber hinaus ist es möglich, sie genetisch so zu manipulieren, dass sie Krankheiten imitieren, sodass zuvor unzugängliche neurologische Zustände im Labor untersucht werden können.
Fazit: Ein von Stammzellforschern der University of Wisconsin-Madison geführtes Team konnte Astrozyten in einer Laborschale züchten. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden in der Zeitschrift vom 22. Mai 2011 veröffentlicht Naturbiotechnologie. Die Fähigkeit, Astrozyten aus embryonalen und induzierten menschlichen Stammzellen zu züchten, wird Laboruntersuchungen zu neurologischen Zuständen und neuen Arzneimitteln ermöglichen.