Studi tentang penyakit yg memengaruhi otak manusia umumnya didasarkan pada model hewan yang tak mampu mereproduksi kerumitan neuropati manusia. sang sebab itu, metodologi ini tak jarang gagal Bila diterapkan dalam pengaturan klinis dengan pasien. pada konteks ini, penemuan teknik pemrograman ulang sel buat membentuk kultur neuron manusia asal sel kulit telah merevolusi studi serta pengembangan terapi inovatif dalam ilmu saraf.

Sebuah studi yang diterbitkan pada jurnal Stem Cells Reports menyampaikan bahwa metodologi pemrograman ulang seluler ini memungkinkan untuk membuat jaringan saraf yang mereproduksi karakteristik unik sel insan —tidak sinkron dari yang diperoleh berasal sel binatang pengerat— menggunakan dinamika temporal yang mengingatkan pada perkembangan otak insan. buat alasan ini, model sel sesuai sel insan yang diprogram ulang bisa menaikkan pengembangan terapi baru yg efektif dalam memerangi neuropati dan , di ketika yg sama, mengurangi penggunaan binatang percobaan pada laboratorium.

Studi tadi dipimpin oleh peneliti Daniel Tornero, berasal Fakultas Kedokteran serta Ilmu Kesehatan, Institute of Neurosciences of the UB (UBNeuro) serta IDIBAPS. Turut berpartisipasi antara lain peneliti Jordi Soriano dan Estefanía Estévez-Priego, asal Fakultas ekamatra dan Institut Sistem Kompleks Universitas Brawijaya (UBICS) dan Zaal Kokaia, asal Universitas Lund (Swedia).

Pemrograman ulang sel buat mengatasi batasan contoh hewan

Meskipun mengembangkan sebagian akbar genom kita menggunakan sebagian akbar mamalia, “ada perbedaan yg cukup akbar antara sel kita dan spesies lain seperti binatang pengerat, yg digunakan menjadi contoh binatang buat sebagian akbar patologi,” jelas Daniel Tornero, berasal Departemen Biomedis. asal UB. “Secara khusus,” tambahnya, “terdapat disparitas yang sangat signifikan pada otak, terutama di tingkat organisasi serta konektivitas. Ini menghasilkan kemampuan kognitif kita sangat tidak sinkron serta juga mengungkapkan mengapa stigma yang mengakibatkan patologi yang memengaruhi otak kita tidak bereproduksi menggunakan cara yang sama di otak hewan-binatang ini.”

Keterbatasan yg disajikan sang penelitian dengan contoh binatang bisa diatasi melalui teknologi pemrograman ulang sel, berdasarkan induksi sel punca berpotensi majemuk manusia (hiPSC), yang dikembangkan sang Shinya Yamanaka di tahun 2007. Ini ialah metodologi yg mampu menghasilkan biakan berasal seluruh jenis sel asal sel orang dewasa — menggunakan cara yg cukup sederhana, efisien dan tanpa pertimbangan etis yang relevan — dengan potensi akbar buat penerapan klinis dalam terapi sel dan pengobatan regeneratif.

pada kerangka penelitian, tim telah menerapkan teknik pencatatan kadar kalsium intraseluler buat membandingkan sifat kultur saraf yang dihasilkan menggunakan teknologi pemrograman ulang sel asal sel insan, menggunakan yg diperoleh asal otak hewan pengerat dan insan. Teknik ini memperlihatkan pengukuran tidak pribadi berasal kegiatan saraf: selama impuls saraf, yg ditransmisikan berasal satu neuron ke neuron berikutnya, kadar kalsium secara spesial meningkat serta dapat direkam oleh sensor kalsium intraseluler.

Sistem studi ini memungkinkan pemantauan kegiatan saraf beresolusi tinggi secara bergerak maju sepanjang kehidupan budaya. seni manajemen eksperimental dilengkapi dengan penggunaan pelat khusus yg memungkinkan pemantauan kelompok sel yang sama melalui pertanda yang dimasukkan ke bagian atas kultur, teknik yang meminimalkan variabel dan membentuk hasil yg lebih tangguh serta berharga buat studi jaringan saraf. jaringan. .

disparitas antara sirkuit saraf yang berbeda

buat pertama kalinya, tim mampu mengkaji dan membedakan karakteristik berasal berbagai sirkuit saraf yg didapatkan, struktur biologis yang sekilas mungkin tampak identik.

Hasilnya membagikan bahwa neuron yang dari dari insan berperilaku berbeda pada hal membentuk sirkuit saraf asal sudut pandang fungsional. ciri ini sebagian akan menjelaskan problem yang terkait dengan model hewan yg digunakan buat mempelajari patologi otak manusia.

«Pertama-tama, yg paling menarik perhatian kami merupakan skala saat yg menentukan generasi dan pematangan jaringan saraf. Kultur yang dari dari sel insan membagikan perilaku bergerak maju yang kaya dan sedikit demi sedikit, sedemikian rupa sebagai akibatnya proses pematangan jaringan saraf yg dihasilkan dapat diamati menggunakan kentara asal 20 hari hingga 45 hari kultur”, kentara Daniel Tornero. “Selama periode ini, dan berkat aneka macam deskriptor yg kami kembangkan, dimungkinkan buat menganalisis bagaimana jaringan saraf menjadi lebih kompleks dari waktu ke saat, sebab neuron insan semakin terhubung satu sama lain,” jelas peneliti. .

Selain itu, neuron manusia berhasil menghasilkan koneksi yg lebih usang pada budaya, suatu sifat yg akan dipengaruhi sang biologinya, sebab otak manusia jauh lebih akbar daripada otak hewan pengerat.

“namun, sirkuit saraf yang didapatkan berasal sel hewan pengerat membagikan perilaku monoton asal saat yg sangat singkat, menggunakan hampir tidak terdapat perubahan sepanjang evolusinya,” jelas Tornero.

Protokol safety dan bank sel yg kompatibel

model seluler sesuai sel manusia yg diprogram ulang ada sebagai langkah mediator yg relevan antara penelitian pada hewan serta software klinis. Generasi contoh sel ini buat studi penyakit berdasarkan sel insan yang diprogram ulang sudah ditetapkan menggunakan baik pada studi praklinis — kultur 2D atau pada sistem organ di chip (OoCs) — dan d5802fc83178aeffd28601e47ccd1f2a, pada memperoleh sistem 3D sesuai penggunaan biomaterial, organoid atau bioprinting.

pada pengobatan regeneratif, penerapan teknologi ini pada seni manajemen terapi sel berkata potensi besar serta ada poly uji klinis di berbagai patologi (diabetes tipe 1, infark miokard, cedera tulang belakang, degenerasi makula, penyakit Parkinson, dll.). membangun protokol yg aman dan tangguh dan membentuk bank sel yang kompatibel dengan kelompok alogenik tidak sinkron yang terdapat pada populasi artinya beberapa tantangan paling ambisius pada bidang studi ini.

“Pendekatan baru-baru ini mampu sangat berharga buat memvalidasi terapi yg tidak sama secara praklinis, terutama saat mengkaji patologi yg memengaruhi proses kompleks sesuai pengaturan sirkuit saraf (penyakit perkembangan saraf, gangguan spektrum autisme, patologi neurodegeneratif, dll.)”, istilah Daniel Tornero.

“Selain itu, pemrograman ulang sel sesuai induksi sel induk berpotensi beragam manusia akan memungkinkan untuk membentuk contoh khusus asal setiap pasien dan , dengan memakai indera pengeditan gen (seperti teknik CRISPR/Cas9), akan memungkinkan buat mendapatkan sel kontrol. di mana mutasi yang menyebabkan patologi diperbaiki”, peneliti menyimpulkan.