Новое исследование, проведенное под руководством исследователя из Школы медицины и биомедицинских наук Джейкобса при Университете Буффало, имеет важные последствия для разработки будущих методов лечения болезни Паркинсона (БП) - прогрессирующего расстройства нервной системы, которое влияет на движения и часто сопровождается тремором.
"В этом исследовании мы нашли метод дифференцировки человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs) в дофаминовые нейроны A9 (A9 DA), которые теряются при болезни Паркинсона", - говорит Цзянь Фэн, доктор философии, профессор физиологии и биофизики в Школе Джейкобса и старший автор статьи, опубликованной 24 мая в журнале Molecular Psychiatry.
"Эти нейроны являются пейсмейкерами, которые непрерывно запускают потенциалы действия независимо от возбуждающих входов от других нейронов", - добавляет он. "Свойство пейсмейкинга очень важно для их функционирования и лежит в основе их уязвимости при болезни Паркинсона".
"Этот захватывающий прорыв - важнейший шаг вперед в попытках лучше понять болезнь Паркинсона и способы ее лечения", - говорит Элисон Брашир, доктор медицины, вице-президент UB по наукам о здоровье и декан Школы Джейкобса. "Цзянь Фэн и его команда заслуживают похвалы за их инновации и решимость".
Помимо своей уникальной морфологии, нейроны A9 DA являются пейсмекерами - они запускают потенциалы действия непрерывно, независимо от синаптического входа.
"Они зависят от Ca2+ каналов для поддержания ритма. Таким образом, клетки должны справляться с большим стрессом, связанным с обработкой Ca2+ и дофамина", - говорит Фенг. "Эти уникальные особенности нейронов A9 DA делают их уязвимыми. Много усилий направлено на понимание этих уязвимостей в надежде найти способ остановить или предотвратить их потерю при болезни Паркинсона"
"Пейсмейкинг - важная особенность и уязвимость нейронов A9 DA. Теперь, когда мы можем генерировать пейсмекеры A9 DA из любого пациента, можно использовать эти нейроны для поиска соединений, которые могут предотвратить их потерю при БП", - отмечает Фенг. "Также можно проверить, являются ли эти клетки лучшим кандидатом для трансплантационной терапии БП"
Чтобы дифференцировать человеческие iPSCs в нейроны A9 DA, исследователи попытались имитировать то, что происходит в процессе эмбрионального развития, когда клетки выделяют белки, называемые морфогенами, чтобы сообщить друг другу о своем правильном положении и предназначении в эмбрионе.
Ученые использовали модели животных и линии клеток человека для изучения болезни Паркинсона, но эти системы неадекватно отражают ситуацию в нейронах нигрального ДА человека, говорит Фенг. "Только за последние 15 лет исследования БП преобразились благодаря возможности создания дофаминовых нейронов, специфичных для пациента, которые все больше похожи на свои аналоги в мозге пациента с БП".