BEVINDINGEN
Uit een door de UCLA geleid onderzoek waarin hersencellen die bekend staan als astrocyten bij mensen en muizen werden vergeleken, bleek dat astrocyten van muizen beter bestand zijn tegen oxidatieve stress, een schadelijke onbalans die een mechanisme is achter veel neurologische aandoeningen. Een gebrek aan zuurstof activeert moleculaire reparatiemechanismen in deze muizenastrocyten, maar niet in menselijke astrocyten. Daarentegen activeert ontsteking immuunresponsgenen in menselijke astrocyten, maar niet in muizenastrocyten.
ACHTERGROND
Hoewel de muis een alomtegenwoordig laboratoriummodel is dat wordt gebruikt bij onderzoek naar neurologische ziekten, zijn de resultaten van onderzoeken bij muizen niet altijd toepasbaar op mensen. In feite faalt meer dan 90% van de kandidaat-geneesmiddelen die een preklinische belofte voor neurologische aandoeningen vertonen uiteindelijk bij tests op mensen, deels als gevolg van een gebrek aan kennis over de verschillen in astrocyten en andere hersencellen tussen de twee soorten.
Astrocyten zijn cruciaal voor de ontwikkeling en functie van de hersenen, en ze spelen een substantiële rol bij neurologische aandoeningen die echter nog niet volledig worden begrepen. Verwonding of infectie zorgt ervoor dat astrocyten van een rustende naar een reactieve toestand gaan, waarin ze kunnen helpen bij het herstel van de hersenen, maar ook schadelijke ontstekingen kunnen vergroten.
METHODE
De wetenschappers bestudeerden zich ontwikkelende cellen die waren gezuiverd uit hersenweefsel van muizen en mensen, evenals cellen die waren gekweekt in serumvrije culturen van astrocyten die waren geselecteerd met behulp van een op antilichamen gebaseerde methode die was ontwikkeld door de corresponderende auteur van het onderzoek.
Deze techniek was nodig omdat de conventionele methode om astrocyten te selecteren door ze te laten groeien in serum – een mengsel van eiwitten, hormonen, vetten en mineralen – ze in een reactieve toestand brengt die vergelijkbaar is met die veroorzaakt door infectie of letsel. Met de strategie van de onderzoekers konden ze de astrocyten onderzoeken in een gezonde toestand en onder gecontroleerde omstandigheden van oxidatieve stress, zuurstofgebrek en overmatige ontstekingen.
IMPACT
De bevindingen hebben implicaties voor fundamenteel en translationeel onderzoek naar neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson en amyotrofische laterale sclerose – aandoeningen waarvan de onderliggende mechanismen oxidatieve stress, zuurstofgebrek en overmatige ontstekingen omvatten.
Omdat astrocyten van muizen beter bestand zijn tegen oxidatieve stress, suggereren de auteurs dat laboratoriummodellen voor neurodegeneratie kunnen worden ontworpen om die weerstand te verminderen, waardoor ze menselijker worden. Bovendien kan het vermogen van de muizenastrocyt om te herstellen als reactie op zuurstofgebrek een nieuwe weg voor onderzoek naar beroertes suggereren. En neurowetenschappers kunnen preklinische onderzoeken met meer kennis benaderen door rekening te houden met de verschillen in reactie op ontstekingen tussen muizen- en menselijke astrocyten, evenals metabolische verschillen die in het onderzoek zijn geïdentificeerd.
###
AUTEURS
Jiwen Li, een postdoctoraal onderzoeker aan de UCLA, is de eerste auteur van het onderzoek, en de corresponderende auteur is Ye Zhang, een UCLA assistent-professor in de psychiatrie en bio-gedragswetenschappen en lid van het Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research aan de UCLA. en het UCLA Semel Instituut voor Neurowetenschappen en Menselijk Gedrag. Andere co-auteurs zijn Lin Pan, William Pembroke, Jessica Rexach, Marlesa Godoy, Michael Condro, Alvaro Alvarado, Mineli Harteni, Yen-Wei Chen, Linsey Stiles, Angela Chen, Ina Wanner, Xia Yang, Daniel Geschwind en Harley Kornblum, allemaal van UCLA, en Steven Goldman van de Universiteit van Rochester en de Universiteit van Kopenhagen.
BLOG
De studie is online gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.
FINANCIERING
De studie werd gefinancierd door de ARCS Foundation, de National Institutes of Health, de Dr. Miriam en Sheldon G. Adelson Medical Research Foundation, de WM Keck Foundation, de Wendy Ablon Trust, een UCLA Broad Stem Cell Research Center Innovation Award en de Friends van het Semel Instituut voor Neurowetenschappen en Menselijk Gedrag aan de UCLA.
PlatoAi. Web3 opnieuw uitgevonden. Gegevensintelligentie versterkt.
