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Potenziale di piccoli cervelli per una ricerca innovativa sul cervello

Per la sua ricerca, il neurobiologo Nael Nazif Kasry coltiva cellule cerebrali dalle cellule della pelle. Una tecnica il cui inventore giapponese Yamanaka ha ricevuto un premio Nobel nel 2012. Le cellule cerebrali coltivate vengono messe insieme da Kasri in vassoi. Lì le cellule comunicano tra loro. Successivamente, viene creata una rete di cellule cerebrali interconnesse che emettono segnali elettrici, in modo simile al modo in cui le cellule cerebrali “reali” funzionano nella nostra testa. Con questa tecnologia è possibile creare una “rete cerebrale” personalizzata per ogni individuo.

di recente Pubblicazioni Diventare Capacità Dai mini cervelli alla ricerca sul cervello nuova e innovativa. I microcervelli e i modelli biologici coltivati ​​in 2D e 3D sono una sorta di gemello biologico. Possono essere utilizzati per facilità di calcolo e riparazione, in modo che possano emergere rapidamente nuove intuizioni che possono essere testate nella “vita reale”. Il potenziale di questa nuova tecnologia è stato recentemente confermato quando ZonMw ha assegnato 4 milioni di euro al progetto modello del cervelloCo-fondato da Nael Nazif Kasry.

Mini cervelli del modello di segnale

In definitiva, le cellule cerebrali coltivate danno uno schema specifico. Questo crea una sorta di ritmo elettrico di base. Questo ritmo può essere “ascoltato” da Kasri con l’aiuto di una staffa nella parte inferiore del vassoio di allevamento. La ricerca di Cassery ha mostrato che il ritmo è lo stesso per le persone sane. se le cellule provengono da uomini, donne, adolescenti e anziani; Appare sempre lo stesso schema di base. Ciò significa che abbiamo un sistema molto potente in cui possiamo studiare in modo affidabile l’attività cerebrale delle persone nei vassoi di coltura”, afferma il neuroscienziato.

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Lo stesso nuovo metodo di ricerca sul cervello può essere applicato anche a persone con disturbi neurologici. Anche le cellule cerebrali trapiantate di queste persone mostrano un ritmo di base. Questo si discosta dal normale ritmo di base. A seconda del problema neurologico, nei “cervelli piccoli” sorgono altri ritmi di base. Da ciò si può concludere che il tipo di anomalia può dire qualcosa sui processi biologici che avvengono nelle cellule del cervello umano.

Ad esempio, i ricercatori possono utilizzare cellule cerebrali coltivate per condurre ricerche più mirate sul cervello. Le cellule cerebrali delle persone con MELAS (encefalomiopatia mitocondriale, acidosi lattica e ictus) mostrano lo stesso ritmo di base distorto, mentre le persone con sindrome di Colin de Vries mostrano un modello caratteristico leggermente diverso.

Innovazione per la ricerca sul cervello

La ricerca sul cervello diventa molto più facile con l’aiuto di giovani menti. In collaborazione con Khondrion, Kasri ha condotto ricerche su persone con MELAS, una comune malattia mitocondriale in cui anche le sinapsi funzionano meno bene. Chondrion sta studiando il soncromanolo come potenziale farmaco contro la MELAS. Abbiamo aggiunto questo farmaco a tre piccoli cervelli in coltura di tre diversi pazienti. In un altro articolo su Stem Cell Reports, scriviamo che in due su tre abbiamo visto un miglioramento della connettività nel cervello rete. Anche i processi molecolari sono migliorati. In questo modo, può essere possibile identificare le persone che beneficiano del farmaco. Spesso solo una parte dei pazienti è in grado di far fronte bene al farmaco. Se è possibile identificare chi sono, dice Kasry. In anticipo, questo è fondamentale. “

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Inoltre, i mini-cervelli sono adatti anche per acquisire una migliore comprensione dei meccanismi patologici sottostanti. Questo perché le reti formate dalle cellule cerebrali nei vassoi sono costituite dallo stesso materiale genetico (DNA) della pelle o delle cellule del sangue di un singolo paziente.

È noto che la causa delle persone con la sindrome di Collin de Vries, che prende il nome dai ricercatori di Radboudumc, è la mancanza del gene KANSL1 o le mutazioni in questo gene. Tuttavia, non era noto come questa variante genetica porti, tra le altre cose, a disabilità intellettive da lievi a moderate. Una nuova ricerca sul cervello, utilizzando cervelli minuscoli, ha ora risolto questo mistero. Quale Ricerca Eseguita da Kasri con Catherine Linda, David Cullen e Bert de Vries.

Hanno dimostrato che il gene KANSL1 svolge un ruolo importante nell’autofagia. Questo è il processo mediante il quale una cellula scompone le proteine ​​e utilizza le parti rimanenti per produrre nuove proteine. In assenza o difetto del gene KANSL1, viene riutilizzato molto poco. Quindi le proteine ​​​​di scarto si accumulano nelle cellule cerebrali, che quindi funzionano meno bene o addirittura muoiono. “Molti danni alle cellule cerebrali nelle persone con la sindrome di Collin de Vries sono causati dagli ossidanti. Nel nostro cervello giovane possiamo ridurre significativamente questo danno con gli antiossidanti. Questo è un importante punto di partenza per ulteriori ricerche e forse un potenziale a lungo termine Inoltre, pensiamo che l’autofagia possa svolgere un ruolo in più disturbi dello sviluppo e disabilità intellettive. Alcuni altri geni sono responsabili, con KANSL1, di questo processo di riciclaggio nelle cellule cerebrali. Se non funzionano correttamente, possono causare problemi simili “, spiega Kassry. .