Neural stem cells: Difference between revisions
| (5 intermediate revisions by the same user not shown) | |||
| Line 7: | Line 7: | ||
Parkinsonova bolezen je druga najpogostejša degenerativna bolezen (takoj za Alzheimerjevo boleznijo). Bolezen nastane zaradi propada dopaminskih nevronov, ki proizvajajo dopamin in se le-ta ne proizvaja v zadostni koncentraciji, da bi opravljal nalogo živčnega prenašalca. Znaki te bolezni so: mišična rigidnost, upočasnjena gibljivost in značilen tremor. Gre namreč za kronično bolezen, ki sedaj še ni ozdravljiva, pacientu lahko le lajšamo simptome in s tem delno ohranjamo kvaliteto življenja. | Parkinsonova bolezen je druga najpogostejša degenerativna bolezen (takoj za Alzheimerjevo boleznijo). Bolezen nastane zaradi propada dopaminskih nevronov, ki proizvajajo dopamin in se le-ta ne proizvaja v zadostni koncentraciji, da bi opravljal nalogo živčnega prenašalca. Znaki te bolezni so: mišična rigidnost, upočasnjena gibljivost in značilen tremor. Gre namreč za kronično bolezen, ki sedaj še ni ozdravljiva, pacientu lahko le lajšamo simptome in s tem delno ohranjamo kvaliteto življenja. | ||
Zdravljenje Parkinsonove bolezni (PD) so | Zdravljenje Parkinsonove bolezni (PD) so raziskovalci že izvajali z metodo izvornih celic, vendar se le-ta ni obnesla zaradi mnogih stranskih učinkov. Nato so raziskovalci razvili novo potencialno metodo, ki vključuje uporabo embrionalnih izvornih celic: nevronske izvorne celice (NSC) in inducirane pluripotentne izvorne celice. | ||
Pri raziskavi so za transplantacijo NSC celic uporabili linijo HBL.F3, saj je le-ta stabilna in ima potencial, da se diferencira v nevronske in glia celice. | Pri raziskavi so za transplantacijo NSC celic raziskovalci uporabili linijo HBL.F3, saj je le-ta stabilna in ima potencial, da se diferencira v nevronske in glia celice. | ||
Prej je bilo možno transplantirane izvorne celice opazovati samo ''ex vivo'' z uporabo imunohistokemije, kar pa je vključevalo žrtvovanje ogromno živali in veliko časa. Metoda, ki omogoča ponovitve meritev na eni živali v realnem času, | Prej je bilo možno transplantirane izvorne celice opazovati samo ''ex vivo'' z uporabo imunohistokemije, kar pa je vključevalo žrtvovanje ogromno živali in veliko časa. Metoda, ki omogoča ponovitve meritev na eni živali v realnem času, pri njej pa ni potrebno žrtvovati živali, je bioluminiscenčno slikanje (BLI). | ||
==Modelni organizem== | ==Modelni organizem== | ||
Pri raziskavi so uporabili 8 tednov stare moške miši C57BI/6, ki so jim povzročili Parkinsonovo bolezen z nevrotoksinom. Ta sev miši so uporabili zato, ker je zelo občutljiv na omenjeni nevrotoksin. | Pri raziskavi so uporabili 8 tednov stare moške miši C57BI/6, ki so jim povzročili Parkinsonovo bolezen z nevrotoksinom. Ta sev miši so uporabili zato, ker je zelo občutljiv na omenjeni nevrotoksin. | ||
==Priprava modificiranih izvornih celic (F3-effLuc)== | ==Priprava modificiranih izvornih celic (F3-effLuc)== | ||
Izvorne celice | Izvorne celice HBL.F3 so transfecirali z Lenti virusi (ki so bili predhodno pripravljeni v drugih celicah), in so vsebovali gen z zapisom za okrepljeno kresničkino luciferazo, ki se je izražal na površini F3-effLuc izvornih celic. Okrepljena kresničkina luciferaza proizvede več svetlobe kot navadna, in nam tako omogoča večjo občutljivost z metodo BLI. Za ''in vitro'' in ''in vivo'' test določitve bioluminiscenco so znanstveniki uporabili D-luciferin, ki se je pretvoril v oksiluciferin in svetlobo katero so detektirali z BLI. | ||
==Induciranje PD modela== | ==Induciranje PD modela== | ||
| Line 35: | Line 35: | ||
Pri vedenjskem testu na miših so opazili izboljšanje šele po 4 tednih po transplantaciji, po 4 dneh niso opazili v nobeni preiskovani skupine bistvenih razlik. Injicirali so jim apomorfin (agonist dopamina), in pri PD miših opazili zmanjšanje tremorja in s tem izboljšanje v njihovem vedenju. | Pri vedenjskem testu na miših so opazili izboljšanje šele po 4 tednih po transplantaciji, po 4 dneh niso opazili v nobeni preiskovani skupine bistvenih razlik. Injicirali so jim apomorfin (agonist dopamina), in pri PD miših opazili zmanjšanje tremorja in s tem izboljšanje v njihovem vedenju. | ||
Imunohistokemijske raziskave so pokazale, da je bilo na začetku (4 dni po transplantaciji) prisotnih zelo veliko transplantiranih izvornih celic F3-effLuc v striatumu, pozneje (4. tedne po transplantaciji) pa je bilo živih celic bistveno manj. Naredili so tudi raziskave detektiranja apoptotskih celic z metodo »Tunnel stain« in ugotovili, da je bilo na začetku | Imunohistokemijske raziskave so pokazale, da je bilo na začetku (4 dni po transplantaciji) prisotnih zelo veliko transplantiranih izvornih celic F3-effLuc v striatumu, pozneje (4. tedne po transplantaciji) pa je bilo živih celic bistveno manj. Naredili so tudi raziskave detektiranja apoptotskih celic z metodo »Tunnel stain« in ugotovili, da je bilo na začetku veliko apoptotskih celic, potem pa se apoptoza zmanjšala in s tem tudi delež apoptotskih celic, ker je bilo živih še samo peščica. | ||
==Zaključek== | ==Zaključek== | ||
Idealen sistem za zdravljenje z izvornimi celicami bi moral imeti dve pomembni lastnosti: dolgo živeče izvorne celice v tujem gostitelju in pa zmožnost diferenciacije v odrasle dopaminske nevrone. ''In vivo'' nadzorovanje transplantiranih izvornih celic je tudi ključnega pomena pri zdravljenju Parkinsonove bolezni. V našem primeru je transplantacija F3-effLuc celic v PD mišjem modelu uspela. Transplantirane F3-effLuc celice so uspešno nadzorovali z ''in vivo'' BLI sistemom. Le-ta | Idealen sistem za zdravljenje z izvornimi celicami bi moral imeti dve pomembni lastnosti: dolgo živeče izvorne celice v tujem gostitelju in pa zmožnost diferenciacije v odrasle dopaminske nevrone. ''In vivo'' nadzorovanje transplantiranih izvornih celic je tudi ključnega pomena pri zdravljenju Parkinsonove bolezni. V našem primeru je transplantacija F3-effLuc celic v PD mišjem modelu uspela. Transplantirane F3-effLuc celice so uspešno nadzorovali z ''in vivo'' BLI sistemom. Le-ta omogoča določitev lokalizacije transplantiranih celic v realnem času brez žrtvovanja živali ali nekaterih ostalih invazivnih postopkov. | ||
==Dodatno*== | ==Dodatno*== | ||
Latest revision as of 21:33, 29 November 2013
Zdravljenje Parkinsonove bolezni na mišjem modelu s transplantacijo nevronskih izvornih celic
Uvod
Parkinsonova bolezen je druga najpogostejša degenerativna bolezen (takoj za Alzheimerjevo boleznijo). Bolezen nastane zaradi propada dopaminskih nevronov, ki proizvajajo dopamin in se le-ta ne proizvaja v zadostni koncentraciji, da bi opravljal nalogo živčnega prenašalca. Znaki te bolezni so: mišična rigidnost, upočasnjena gibljivost in značilen tremor. Gre namreč za kronično bolezen, ki sedaj še ni ozdravljiva, pacientu lahko le lajšamo simptome in s tem delno ohranjamo kvaliteto življenja.
Zdravljenje Parkinsonove bolezni (PD) so raziskovalci že izvajali z metodo izvornih celic, vendar se le-ta ni obnesla zaradi mnogih stranskih učinkov. Nato so raziskovalci razvili novo potencialno metodo, ki vključuje uporabo embrionalnih izvornih celic: nevronske izvorne celice (NSC) in inducirane pluripotentne izvorne celice.
Pri raziskavi so za transplantacijo NSC celic raziskovalci uporabili linijo HBL.F3, saj je le-ta stabilna in ima potencial, da se diferencira v nevronske in glia celice. Prej je bilo možno transplantirane izvorne celice opazovati samo ex vivo z uporabo imunohistokemije, kar pa je vključevalo žrtvovanje ogromno živali in veliko časa. Metoda, ki omogoča ponovitve meritev na eni živali v realnem času, pri njej pa ni potrebno žrtvovati živali, je bioluminiscenčno slikanje (BLI).
Modelni organizem
Pri raziskavi so uporabili 8 tednov stare moške miši C57BI/6, ki so jim povzročili Parkinsonovo bolezen z nevrotoksinom. Ta sev miši so uporabili zato, ker je zelo občutljiv na omenjeni nevrotoksin.
Priprava modificiranih izvornih celic (F3-effLuc)
Izvorne celice HBL.F3 so transfecirali z Lenti virusi (ki so bili predhodno pripravljeni v drugih celicah), in so vsebovali gen z zapisom za okrepljeno kresničkino luciferazo, ki se je izražal na površini F3-effLuc izvornih celic. Okrepljena kresničkina luciferaza proizvede več svetlobe kot navadna, in nam tako omogoča večjo občutljivost z metodo BLI. Za in vitro in in vivo test določitve bioluminiscenco so znanstveniki uporabili D-luciferin, ki se je pretvoril v oksiluciferin in svetlobo katero so detektirali z BLI.
Induciranje PD modela
6-hidroksidopamin (6-ODHA) so vbrizgali intravaskularno v desni striatum miši. To je povzročilo degeneracijo dopaminskih nevronov, kar je vodilo v nastanek Parkinsonove bolezni.
Transplantacija izvornih celic
Štiri tedne po injekciji 6-ODHA so bile F3-effLuc stereotaktično transplantirane v desni striatum, kjer so znanstveniki predhodno povzročili degradacijo dopaminskih nevronov. Transplantirane celice so se zadrževale na desni strani striatuma in niso migrirale v ostale dele možganov.
Rezultati
In vitro luciferazna aktivnost effLuc transfeciranih celic je bila ustrezna. Celice, ki so ekspresirale gen za effLuc so bile določene s pretočno citometrijo in so predstavljale 88,6% vseh celic, kar pomeni da je transfekcija uspela. Izkaže se tudi, da je bioluminiscenca naraščala linearno s številom celic, več kot je bilo prisotnih F3-effLuc celic, večja je bila bioluminiscenca.
Transplantirane F3-effLuc celice so znanstveniki uspešno videli na možganih vseh miši z uporabo metode BLI. Bioluminiscenčna aktivnost transplantiranih F3-effLuc celic je gradialno padala v primerjavi z ozadjem do dneva 10 (kasneje se bioluminiscence ne zazna več). Zaradi umiranja F3-effLuc celic v tujem organizmu se je bioluminiscenca dnevno zmanjševala.
Pri vedenjskem testu na miših so opazili izboljšanje šele po 4 tednih po transplantaciji, po 4 dneh niso opazili v nobeni preiskovani skupine bistvenih razlik. Injicirali so jim apomorfin (agonist dopamina), in pri PD miših opazili zmanjšanje tremorja in s tem izboljšanje v njihovem vedenju.
Imunohistokemijske raziskave so pokazale, da je bilo na začetku (4 dni po transplantaciji) prisotnih zelo veliko transplantiranih izvornih celic F3-effLuc v striatumu, pozneje (4. tedne po transplantaciji) pa je bilo živih celic bistveno manj. Naredili so tudi raziskave detektiranja apoptotskih celic z metodo »Tunnel stain« in ugotovili, da je bilo na začetku veliko apoptotskih celic, potem pa se apoptoza zmanjšala in s tem tudi delež apoptotskih celic, ker je bilo živih še samo peščica.
Zaključek
Idealen sistem za zdravljenje z izvornimi celicami bi moral imeti dve pomembni lastnosti: dolgo živeče izvorne celice v tujem gostitelju in pa zmožnost diferenciacije v odrasle dopaminske nevrone. In vivo nadzorovanje transplantiranih izvornih celic je tudi ključnega pomena pri zdravljenju Parkinsonove bolezni. V našem primeru je transplantacija F3-effLuc celic v PD mišjem modelu uspela. Transplantirane F3-effLuc celice so uspešno nadzorovali z in vivo BLI sistemom. Le-ta omogoča določitev lokalizacije transplantiranih celic v realnem času brez žrtvovanja živali ali nekaterih ostalih invazivnih postopkov.
Dodatno*
Članek: H. Im, D.W.Hwang, H.K. Lee et al. In vivo Visualitation and Monitoring of Viable Neural Stem Cells Using Noninvasive Bioluminiscence Imaging in the 6-Hydroxydopamine-Induced Mouse Model of Parkinson Disease. Molecular Imaging, 2013, letn. 12, str. 224-234.
Dostopno na: Članek na medmrežju
