Mini-hjärnor avslöjar nya insikter
Mini-hjärnor avslöjar nya insikter om mitokondriella hjärnsjukdomar
Forskare vid universitet i Bergen har använt avancerad stamcellsteknik för att utveckla minihjärnor, även kallade hjärnorganoider, som kan efterlikna sjukdomsprocesser orsakade av mitokondriesvikt.
Detta kan öppna nya vägar för behandlingar av allvarliga hjärnsjukdomar som epilepsi.
Mitokondrier, kända som cellernas kraftpaket, är avgörande för att förse hjärnan med energi. När mitokondriell funktion misslyckas kan detta leda till allvarliga störningar i hjärnan, som kräver mycket energi för att fungera.
Med hjälp av minihjärnor har en forskargrupp ledd av Kristina Xiao Lian vid institutionen för klinisk medicin vid universitetet i Bergen, kunnat studera hur genetiska mutationer i mitokondrier påverkar hjärnceller och andra celltyper.
"Minihjärnorna ger oss en unik möjlighet att förstå sjukdomsmekanismer på cellnivå och testa potentiella behandlingar. Detta är ett viktigt steg mot att utveckla nya behandlingar för sjukdomar som svår epilepsi," säger Liang.
Dessutom kan forskningen bidra till en bättre förståelse för andra hjärnsjukdomar som Alzheimers och och Parkinsons sjukdom.
Minihjärnorna erbjuder en värdefull modell för att utforska komplexa sjukdomsprocesser och behandlingsstrategier i en relaistisk men kontrollerad miljö.
"Dessa sjukdomar involverar ofta mitokondriell dysfunktion som kan studeras i minihjärnorna. De tillåter forskare att studera sjukdomsprogression i realtid, testa personliga behandlingar och identifiera nya läkemedelsmål.
Medan de fortfarande är under utveckling har de visat att vi kan öka vår förståelse och behandlingar av dessa tillstånd, vilket potentiellt revolutionerar området", säger Liang.
Abstrakt
Kännetecknande molekylära och patologiska egenskaper hos POLG-sjukdomen återskapas i cerebrala organider.
I denna forskning utvecklas en 3D-hjärnorganoidmodell för att studera POLG-relaterad encefalopati, en mitokondriell sjukdom som härrör från POLG-mutationer.
Inducerande pluripotenta stamceller (iPSCs) härledda från patienter med dessa mutationer används för att generera kortikala organoider, osm uppvisade typiska egenskaper för sjukdomarna med POLG-mutationer, såsom förändrad morfologi, neuronal förlust och utarmning av mitokondiralt DNA (mtDNA).
Betydande dysreglering identifieras också i vägar som är avgörande för neuronal utveckling och funktion, tillsammans med uppreglerade NOTCH- och JAK-STAT-signalvägar.
Metforminbehandling förbättrade många av dessa abnormiteter, med undantag för den ihållande sjukdomen av hämmande dopamin-glutamat (DA GLU) neuroner.
Denna nya modell speglar effektivt både de molekylära och patologiska egenskaperna hos sjukdomar med POLG-mutationer, vilket ger ett värdefullt verktyg för mekanistisk förståelse och terapeutisk screening för POLG-relaterade ströningar och andra tillstånd som kännetecknas av komprometterat mtDNA-underhåll och komplex I-brist.
Kommentarer
Skicka en kommentar