Imaging Cellule progenitrici neurali nel cervello umano vivente

Aprile 14, 2016 Admin Salute 0 5
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La ricerca ha dimostrato che, in alcuni regioni del cervello, NPC persistono in età adulta e possono dare origine a nuovi neuroni. Gli studi hanno suggerito che lo sviluppo di nuovi neuroni da NPC, denominato neurogenesi, è interrotto in disturbi che vanno dalla depressione e la schizofrenia alla malattia, l'epilessia, e il cancro del Parkinson. Finora, tuttavia, non vi è stato alcun modo per monitorare neurogenesi nel cervello umano vivente.

"La scoperta recente che esistono cellule progenitrici neurali in cervello umano adulto ha aperto un campo completamente nuovo nelle neuroscienze. La capacità di tenere traccia di queste cellule in persone che vivono sarebbe un importante passo avanti nella comprensione dello sviluppo del cervello nei bambini e continua maturazione del cervello adulto. Potrebbe anche essere uno strumento molto utile per la ricerca volta a influenzare NPC a ripristinare o mantenere la salute del cervello ", spiega Walter J. Koroshetz, MD, vice direttore dell'Istituto nazionale del NIH di Malattie Neurologiche e Stroke (NINDS), che ha contribuito a finanziare la lavoro. Lo studio è stato anche finanziato dal National Institute del NIH di diabete e Digestiva e Malattie renali (NIDDK).




"Questo è il primo approccio non invasivo per identificare le cellule progenitrici neurali nel cervello umano", dice Grigori Enikolopov, Ph.D., del Cold Spring Harbor Laboratory di New York, che ha condotto il nuovo studio con il co-autore corrispondente Mirjana Maletic- Savatic, MD, Ph.D., della State University di New York, Stony Brook ei loro colleghi a SUNY Stony Brook e Brookhaven National Laboratory. MRS è una tecnica di imaging che può essere utilizzato per rilevare proteine ​​e altri composti normalmente presenti nei fluidi corporei o tessuti. I risultati dello studio sono pubblicati nel 9 Novembre 2007, numero di Science. *

Tecniche precedentemente sviluppate utilizzando la tomografia ad emissione di positroni e altri tipi di brain imaging permettono ai ricercatori di identificare NPC negli animali. Tuttavia, tali tecniche richiedono pre-etichettatura delle cellule con agenti radioattivi o nanoparticelle magnetiche - strategie che non sono pratici nelle persone. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno identificato una proprietà innata di NPC che possono essere rilevati da MRS. Ciò consente loro di NPC immagine senza introdurre farmaci o altri agenti.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica relativa a MRS per confrontare i segnali di NPC da topi embrionale a quelle dei neuroni, astrociti, oligodendrociti e. Astrociti e oligodendrociti sono cellule non neuronali che sono molto comuni nel cervello. I ricercatori hanno scoperto che NPC ha mostrato un segnale specifico, o marcatore, che non era così comune in altri tipi di cellule.

Successivamente, i ricercatori hanno studiato NPC in diversi punti mentre differenziate in altri tipi di cellule in laboratorio. Il livello del segnale NPC diminuita nel tempo, mentre i livelli di altri marcatori comuni nei neuroni e astrociti rosa. Il marcatore di recente identificato era più comune nelle cellule cerebrali di topi embrionali che in quelli da topi adulti. E 'stato anche più comune nelle cellule dei ippocampo mouse, una regione in cui si verifica neurogenesi costantemente, che in cellule di corteccia cerebrale, in cui i nuovi neuroni non sono normalmente formate.

Dr. Maletic-Savatic, Dr. Enikolopov ei loro colleghi poi ha dato topi adulti una forma di stimolazione elettrica che aumenta la quantità di neurogenesi nel cervello. Essi hanno scoperto che il contrassegno che avevano individuato aumentato significativamente dopo la stimolazione. Ulteriori risultati hanno indicato che il marcatore è probabilmente una miscela di lipidi (acidi grassi), anche se l'esatta identità dei lipidi, e il loro funzionamento in NPC, è ancora indeterminato.

I ricercatori hanno poi sviluppato un metodo di elaborazione del segnale che ha permesso loro di separare il marcatore da altri segnali nel cervello vivente. Essi trapiantate NPC nella corteccia del cervello di ratto adulto e ha scoperto che potevano chiaramente individuare il marcatore nella zona in cui sono stati iniettati gli NPC. Hanno anche scoperto che è aumentata dopo la stimolazione.

Infine, i ricercatori hanno testato la loro tecnica di imaging MRS in persone sane. Hanno trovato grandi differenze nella concentrazione del marcatore tra l'ippocampo e la corteccia. Hanno inoltre ripreso il cervello dei preadolescenti, adolescenti e adulti e ha scoperto che l'indicatore diminuisce con l'età.

I risultati suggeriscono che il marcatore identificato in questi esperimenti può essere utilizzato per rilevare NPC e neurogenesi nel cervello umano vivo utilizzando MRS. Essi mostrano anche che i PNG diminuiscono durante lo sviluppo del cervello. Precedenti ricerche avevano dimostrato che la neurogenesi diminuisce con l'età negli animali, ma questo è il primo studio a dimostrare che essa diminuisce anche nel cervello umano vivente.

"Questo studio identifica un romanzo biomarcatore e dimostra che possiamo usare per vedere le cellule progenitrici del cervello vivo," dice il Dott Enikolopov. "Questo protocollo può ora essere usato per studiare una varietà di problemi." Ad esempio, i ricercatori possono studiare le persone con depressione per vedere se la neurogenesi correla con alterazioni della depressione o schizofrenia. La tecnica può anche essere usata per studiare i cambiamenti che si verificano in malattie neurologiche come lesione traumatica del cervello, ictus, epilessia, e morbo di Parkinson. Potrebbe anche essere utile per rilevare il cancro, perché i ricercatori credono che alcuni tumori cerebrali sono associati con la proliferazione aberrante di NPC, Dr. Enikolopov aggiunge.

I ricercatori stanno ora pianificando studi che metteranno alla prova l'utilità della nuova tecnica di imaging in persone con la malattia. Sperano anche di migliorare la loro comprensione di come i lipidi hanno rilevato funzione in NPC e di affinare la sensibilità della loro tecnica.

Questa ricerca è stata sostenuta dal National Institutes of Health (NIH).

* Manganas LN, Zhang X, Li Y, Hazel RD, Smith SD, Wagshul ME, Henn F, H Benveniste, Djuric PM, Enikolopov G, Maletic-Savatic M. "Cellule Spettroscopia di Risonanza Magnetica Identifica progenitrici neurali nel cervello umano vivo. " Scienza, 9 novembre 2007, vol. 318, No. 5852, p. 980.

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