logo

Пользовательского поиска

Thursday 15th of November 2018

Миграцию нейрональных стволовых клеток можно отследить с помощью МРТ

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Стволовые клетки
Автор: Administrator   
24.10.2011 19:49

 

 

Неонейрогенез. Показан ростральный миграционный тракт, по которому прогениторы нейронов из субвентрикулярной зоны боковых желудочков (ярко-синий) мигрируют к обонятельной луковице (фиолетовая, слева),  образуя в конечном итоге сенсорные нейроны. Другое основное место образования  нейронов – субгранулярная зона зубчатой извилины гиппокампа  (коричневая).

Неонейрогенез. Показан ростральный миграционный тракт, по которому прогениторы нейронов из субвентрикулярной зоны боковых желудочков (ярко-синий) мигрируют к обонятельной луковице (фиолетовая, слева), образуя в конечном итоге сенсорные нейроны. Другое основное место образования нейронов – субгранулярная зона зубчатой извилины гиппокампа (коричневая). (Science Photo Library/P335/0084)


Нейробласты «научились» вырабатывать модифицированный ферритин


Биологи из Университета Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University) разработали основанную на принципе магнитного резонанса технологию, позволяющую неинвазивно отслеживать нейрональные стволовые клетки в живом организме.


Недавно запатентованный метод может быть использован для более глубокого изучения нейрональных стволовых клеток и способен дать необходимую информацию для разработки новых методов лечения повреждений мозга, вызванных травмой, инсультом, болезнью Паркинсона и другими неврологическими заболеваниями. Результаты работы, авторами которой являются профессор биологии Эрик Аренс (Eric Ahrens) и постдокторант Бистра Иорданова (Bistra Iordanova), опубликованы он-лайн в журнале NeuroImage.

Мы привыкли считать, что, если клетка мозга умирает, она потеряна навсегда. Теперь, доказав, что мозг постоянно генерирует новые нейроны, нейробиологи знают, что это чистый миф. Клетки-предшественники нейронов, или их прогениторы, рождаются в глубине мозга – в области, известной как субвентрикулярная зона. Постепенно новорожденные будущие нейроны – нейробласты – мигрируют в другие области мозга, где они вызревают в функциональные нервные клетки. Способность головного мозга к регенерации своих клеток представляет для ученых огромный интерес.

«Если бы мы могли лучше понять молекулярные миграционные сигналы, направляющие нейробласты, мы могли бы попытаться перенаправить эти клетки в области мозга, поврежденные в результате инсульта или травмы. В один прекрасный день, обладая этой информацией, ученые могли бы восстановить мозг», - считает профессор Аренс, являющийся также сотрудником Питтсбургского центра ядерно-магнитного резонанса для биомедицинских исследований (Pittsburgh NMR Center for Biomedical Research).

Изучение клеток живого мозга вообще и нейрогенеза в мозге взрослых млекопитающих в частности – очень сложная задача, так как большинство стволовых клеток и прогениторов нейронов локализованы глубоко в непрозрачных тканях. Обычные методы визуализации клеток in vivo, такие как флуоресценция или биолюминесценция, основаны на свете, что делает их неприменимыми для визуализации нейробластов, находящихся глубоко под черепом. До сих пор ученые могли изучать нейрональные стволовые клетки только в срезах ткани мозга под микроскопом. Профессору Аренсу удалось решить эту проблему, используя технологию магнитно-резонансной визуализации.

 

Магнитно-резонансная визуализация  может быть использована для отслеживания миграции нейробластов, помеченных основанным на ферритине маркером. Белые стрелки указывают на помеченные клетки.

 

Магнитно-резонансная визуализация может быть использована для отслеживания миграции нейробластов, помеченных основанным на ферритине маркером. Белые стрелки указывают на помеченные клетки. (Фото: Carnegie Mellon University)

 

 

 

Для получения изображений с высоким разрешением МРТ использует не свет, а магниты. Типичный МРТ-сканер использует магнитное поле и радиочастотные импульсы, заставляющие протоны водорода находящихся в организме молекул воды генерировать сигналы. Специальное оборудование преобразует эти сигналы в изображение c высоким разрешением.

В основе этой работы лежит созданная профессором Аренсом технология. Как сообщалось в журнале Nature Medicine в 2005 году, он разработал метод, заставляющий клетки вырабатывать собственное контрастное вещество, которое позволяет видеть их с помощью МРТ. Используя вирусный вектор, Аренс встроил в живые клетки ген, кодирующий естественно существующий белок – металлопротеин ферритин. Ферритин, присутствующий во всех биологических клетках, накапливает и запасает железо. Когда клетки со встроенным геном ферритина начинают вырабатывать повышенное количество этого белка, в них накапливается дополнительное железо, и клетки превращаются в наномагниты. Это изменяет окружающее их магнитное поле и, в свою очередь, сигналы протонов соседних молекул воды. Эти изменения, проявляющиеся на МРТ-изображениях как темные пятна, и указывают на присутствие клеток. За прошедшие годы команда профессора Аренса усовершенствовала этот процесс, разработав инженерную форму ферритина, более эффективную в качестве метки, чем естественный ферритин.

В настоящем исследовании Иорданова и Аренс использовали ту же технологию, на этот раз пометив инженерным ферритином нейробласты. Они встроили последовательность ДНК, кодирующую инженерный металлопротеин, в аденовирусный вектор, который затем инъецировали в субвентрикулярную зону головного мозга крыс. Аденовирус инфицировал нейробласты, внеся в них генетические инструкции по выработке ферритина. Получив затем МРТ-изображения мозга, ученые убедились, что отслеживать - в реальном времени – как нейробласты перемещаются к обонятельной луковице и в конечном итоге формируют новые нейроны – вполне выполнимая задача. Полученные результаты в точности соответствовали тому, что показывали гистологические исследования.

Недавно Университет Карнеги-Меллон получил патент на этот контрастный агент. Профессор Аренс надеется продолжить разработку своей технологии, чтобы помочь ученым лучше изучить нейрональные стволовые клетки и процесс их трансформации в нейроны. Кроме того, он планирует использовать ферритиновые метки в клинических испытаниях методов клеточной терапии. Встроив датчики в клетки до имплантации, ученые могли бы найти ответы на ряд важнейших вопросов.

«Где эти клетки оказываются дни, недели и месяцы спустя? Как убедиться в том, что они прижились в нужных местах? Может быть, они прижились совсем не там, где нужно? Или погибли?», - задается вопросами профессор Аренс. Ферритиновые метки могут в буквальном смысле «показать» ответы на эти вопросы.

Исследование финансировалось Национальным научным фондом (National Science Foundation) и Национальным институтом здоровья (National Institutes of Health) США.

 

 

По материалам

Carnegie Mellon Scientists Track Neuronal Stem Cells Using MRI

 

Оригинальная статья:

Bistra Iordanova, Eric T. Ahrens. In vivo magnetic resonance imaging of ferritin-based reporter visualizes native neuroblast migration

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

Еще о стволовых клетках


Трансдифференцировка клеток: из одного типа в другой – по требованию

Функциональные нейроны получены из гепатоцитов методом трансдифференцировки

Диабет можно лечить нейрональными стволовыми клетками

Стареющие стволовые клетки могут объяснить повышенный риск лейкемии и инфекций у пожилых

В Орегонском национальном центре изучения приматов родились первые химерные макаки-резусы

Получены нейроны из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток пациентов с болезнью Альцгеймера

Стэнфордские ученые получили нейральные клетки-предшественники из клеток кожи, минуя стадию плюрипотентности

Физические упражнения активируют стволовые клетки в мышцах

Разработана уникальная гибридная молекула для лечения остеопороза стволовыми клетками

Ученые трансформировали клетки рубцовой ткани в кардиомиоциты прямо в сердце мышей с помощью прямого перепрограммирования

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday430
mod_vvisit_counterYesterday782
mod_vvisit_counterThis week4343
mod_vvisit_counterLast week5343
mod_vvisit_counterThis month11245
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4180275

We have: 43 guests online
Your IP: 54.163.20.57
 , 
Today: Ноя 15, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.