Foryngende hjernestamceller kan være nøglen til fremtidige MS-behandlinger
Forskere har fundet en måde at gøre ældre hjernestamceller hos rotter mere ungdommelige. Opdagelsen kunne føre til forbedrede behandlinger af aldringsrelaterede sygdomme, der nedbryder hjernen og nervesystemet.
Forskningen vedrører oligodendrocyte stamceller (OPC'er), som er en type stamcelle eller umodne celler. OPC'er er vigtige for en sund funktion af hjernen og resten af centralnervesystemet.
OPC'er modnes eller differentieres til oligodendrocytter, som er cellerne, der producerer myelinskeden, der omgiver nervefibre og bevarer de elektriske signaler, de bærer.
Destruktion af myelin er et kendetegn ved multipel sklerose (MS), og aldringsrelaterede ændringer i OPC'er bidrager til processen. Aldring kan også reducere OPC-funktionen hos raske individer.
Forskere ved University of Cambridge i Det Forenede Kongerige fandt ud af, at stigende stivhed i den aldrende hjerne forringer OPC'ernes funktion.
Da de transplanterede OPC'er fra ældre rotter i hjernen hos yngre rotter, begyndte de gamle OPC'er at fungere som ungdommelige OPC'er.
Afstivning af stamcelle niche
Holdet fastslog til sidst, at tabet af funktion i OPC'erne var et resultat af, at der skete noget i deres mikromiljø eller stamcelle "niche".
"Her viser vi," skriver forfatterne i en nylig Natur papir, “at OPC-mikromiljøet stivner med alderen, og at denne mekaniske ændring er tilstrækkelig til at forårsage aldersrelateret tab af OPC'er.”
Det ser ud til, at stamcelle-niche afspejler de aldringsrelaterede ændringer i de "kemiske og mekaniske signaler", som den sender til OPC'erne, der er bosiddende i den.
Når de transplanterede alderen OPC'er fornemmede, at de var i et mere ungdommeligt, blødt miljø, begyndte de at opføre sig mere som kraftige, yngre OPC'er.
For at undersøge, hvad der foregik mere detaljeret, kørte holdet nogle laboratorieeksperimenter med OPC'er og "biologiske og syntetiske stilladser for at efterligne stivheden af unge hjerner."
'Molekylært og funktionelt forynget'
Forskerne observerede, at da de voksede alderen OPC'er på stilladser af blødt materiale, begyndte de at opføre sig mere som ungdommelige OPC'er.
De gamle OPC'er blev "molekylært og funktionelt forynget" som et resultat af at være på det blødere materiale.
Omvendt fik unge OPC'er til stilladser med stivere materiale, at de opførte sig som ældre.
”Vi var fascinerede,” siger forfatter af medstuderende Dr. Kevin J. Chalut, “for at se, at når vi blev unge, fungerede hjernestamceller på det stive materiale, blev cellerne dysfunktionelle og mistede deres evne til at regenerere sig og i faktum begyndte at fungere som alderen celler. ”
Dr. Chalut arbejder i Institut for Fysik og Stem Cell Institute ved University of Cambridge.
Han bemærker imidlertid, at det mere interessante fund var at se de gamle OPC'er vokse i det bløde materiale, og hvordan "de begyndte at fungere som unge celler - med andre ord, de blev forynget."
”Dette antyder en ny vej fremad for at tilsidesætte det aldersrelaterede tab af funktion i dette vigtige stamcellesystem,” tilføjer han.
Piezo1 signalerer nichestivhed
Yderligere undersøgelse fik Dr. Chalut og hans kolleger til at fokusere på en "mekanisk responsiv ionkanal" kaldet Piezo1, et protein der sidder på overfladen af OPC'er. De fandt ud af, at Piezo1 fortæller OPC'erne, om deres niche er stiv eller blød.
Da de testede reaktionen hos ældre OPC'er, der manglede Piezo1, fandt forskerne, at stamcellerne opførte sig som ungdommelige OPC'er, selv når de voksede på det stivere stilladsmateriale.
De fandt også, at sletning af Piezo1 i OPC'erne i hjernen hos ældre rotter førte til, at stamcellerne opførte sig som om de var unge igen. Cellerne genoptog deres normale evne til at regenerere.
MS Society, som er en registreret velgørenhedsorganisation i England og Wales i Storbritannien, medfinansierede undersøgelsen. Deres forskningsdirektør, Dr. Susan Kohlhaas, siger, at resultaterne "har vigtige konsekvenser" for behandlingen af MS.
"MS er ubarmhjertig, smertefuld og deaktiverende, og der er desperat behov for behandlinger, der kan bremse og forhindre ophobning af handicap over tid."
Dr. Susan Kohlhaa
