Schizophrenie aus nächster Nähe

Reprogrammierte Zellen, die von Menschen mit Schizophrenie generiert wurden, könnten Wissenschaftlern helfen, die Krankheit genauer zu untersuchen, so eine heute online veröffentlichte Studie in Natur . Solche Zellen würden es Wissenschaftlern ermöglichen, die Krankheit auf zellulärer Ebene zu untersuchen und auch potenzielle Medikamente zur Bekämpfung der Erkrankung zu testen.

Unverbundene Zellen: Diese Neuronen, die aus umprogrammierten Stammzellen von Schizophrenie-Patienten stammen, bilden weniger Verbindungen als die von Menschen ohne die Krankheit. Zellkerne sind blau dargestellt und verzweigte Fasern, die Neuronen verbinden, sind grün und rot.

Forscher des Salk Institute for Biological Studies begannen mit Hautzellen von schizophrenen Patienten, die sie umprogrammierten, um induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) zu erzeugen – erwachsene Zellen, die chemisch oder genetisch in Stammzellen umgewandelt wurden, die in der Lage sind, jede Art von Gewebe. Dann überredeten sie diese Zellen, sich zu Neuronen zu differenzieren. Wissenschaftler fanden heraus, dass die erkrankten Neuronen weniger Verbindungen miteinander aufbauten als gesunde Neuronen – ein Problem, das Medikamente gegen Antischizophrenie lindern könnten.



Die Studie ist eine von mehreren neueren Veröffentlichungen, die zeigen, dass iPS-Zellen, die von Patienten mit bestimmten Krankheiten stammen, neue Einblicke in diese komplexen Krankheiten geben könnten. Frühere Studien zu iPS-abgeleiteten Neuronen konzentrierten sich auf Krankheiten mit bestimmten genetischen Mutationen und solche, die sich in der frühen Kindheit entwickeln.

Schizophrenie ist jedoch eine komplexere Krankheit. Es hat sowohl genetische als auch umweltbedingte Ursachen und entwickelt sich oft in der Adoleszenz oder im frühen Erwachsenenalter. Dieses Papier eröffnet die Möglichkeit, dass mit diesen Zellmodellen potenziell sogar psychiatrische Erkrankungen untersucht werden können, sagt Kwang-Soo Kim , ein Stammzellwissenschaftler am McLean Hospital und der Harvard Medical School, der nicht an der Studie beteiligt war.

Fred Gage , ein Neurowissenschaftler, der die Studie des Salk Institute leitete, sagt, dass vieles, was über die Unterschiede im Gehirn von Schizophrenie-Patienten bekannt ist, aus der Untersuchung von Hirngewebe nach dem Tod stammt. Wissenschaftler können auch Tiermodelle verwenden, die so konstruiert sind, dass sie einige der genetischen Veränderungen im Zusammenhang mit der Krankheit nachahmen, um die Auswirkungen dieser Mutationen zu untersuchen, aber solche Modelle erfassen nicht die volle Komplexität der Schizophrenie.

Aber mit Neuronen, die aus umprogrammierten Hautzellen hergestellt werden, besteht der Vorteil darin, sagt Gage, dass Sie zum ersten Mal nach lebenden Neuronen von Patienten suchen, die an der Krankheit leiden.

Die Forscher verwendeten Hautzellen von vier Patienten mit Schizophrenie, um iPS-Zellen herzustellen, die sie dann in Neuronen differenzierten. Sie verglichen diese Zellen mit Neuronen, die von Menschen ohne die Krankheit stammten.

Nachdem sie Zellen mit einem modifizierten Tollwutvirus infiziert und dann die Ausbreitung des Virus von Zelle zu Zelle beobachtet hatten, stellten die Forscher fest, dass Zellen von Menschen mit Schizophrenie weniger Verbindungen untereinander bildeten und weniger Projektionen machten, um andere Zellen zu erreichen. Die Forscher führten auch eine Analyse der Genaktivität in den Zellen durch und identifizierten fast 600 Gene mit einer anderen Aktivität als Zellen, die Menschen ohne Schizophrenie entnommen wurden. Nur etwa ein Viertel dieser 600 Gene war bereits in Studien an postmortalem Gewebe identifiziert worden.

Das Team testete dann fünf bekannte Schizophrenie-Medikamente, um zu sehen, ob sie die Konnektivität der Zellen wiederherstellen könnten. Nach dreiwöchiger Behandlung verbesserte nur ein Medikament, das Antipsychotikum Loxapin, die Konnektivität in allen Zellen der Patienten. Gage sagt, dass die Zellen sogar verwendet werden könnten, um zu testen, wie einzelne Patienten auf bestimmte Behandlungen ansprechen könnten.

Diese Studie zeigt, dass iPS-Zellen wirklich nützliche Modelle sein könnten, um diese Krankheiten auf zellulärer und molekularer Ebene zu untersuchen, sagt Kim. Es bleiben jedoch Fragen, wie gut diese Zellen Neuronen in lebenden Gehirnen darstellen. Er sagt, dass sich die weitere Forschung darauf konzentrieren sollte, iPS-Zellen mit neueren Techniken zu erzeugen, die Zellen nicht genetisch verändern, und sie in spezifischere Arten von Neuronen zu differenzieren.

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