Eine Stadt der Hoffnung, die Wissenschaftler einen Schritt näher zu entdecken, was schwächt ein Erreger, der angezeigt wird, um zu verursachen, Babys werden geboren mit ungewöhnlich kleine Köpfe.
Interessanterweise dauert das Studium „mini-Gehirn“ zu verstehen, warum bestimmte ungeborenen Babys Infektion mit Zytomegalie-Virus (CMV) geben Sie der Welt mit geschrumpftem Gehirn, sagt Yanhong Shi, Ph. D., senior-Autor der neuen Studie, Direktor der Abteilung der Stamm-Zellbiologie-Forschung und dem Herbert Horvitz, Professor in Neurowissenschaften an der Stadt der Hoffnung.
In den Vereinigten Staaten, ist die häufigste Ursache von Infektions-bedingten Geburtsdefekte ist CMV. Über 1 in 5 Babys mit angeborenen CMV-Infektion haben, Geburtsfehler oder andere langfristige gesundheitliche Probleme. Unter den angeborenen Bedingungen microcephaly, oder ungewöhnlich kleine Köpfe, ein Anliegen, viele bald-zu-sein Mütter hatten während der 2015 Zika Ausbruch. Jedoch, CMV ist ein weit häufiger Ursache für microcephaly, Shi sagte.
„Wir sind unter den ersten, die Modellierung menschlichen CMV-induzierte microcephaly mit Hirn-organoids. Dies ist ein Erster Schritt, um eines Tages das Studium komplexer neurologischer Komplikationen wie Alzheimer-Krankheit und Parkinson-Krankheit,“ Shi sagte, hinzufügen, dass viel mehr entwickelt Hirn-organoids, als die mini-Gehirne sind mehr allgemein bekannt ist, sind erforderlich für die Wissenschaftler zur Untersuchung komplexer Erkrankungen des Nervensystems entwickeln, dass später im Leben.
Die Studie, veröffentlicht in Cell Reports Medizin am März 25, löst ein problem, das verwirrt Wissenschaftler seit Jahrzehnten—how, um ein experimentelles Modell, dass kann imitieren die Komplexität des menschlichen Gehirns, um zu studieren neurologischen Erkrankungen. Bis vor kurzem wurden Wissenschaftler zurückhaltend zu studieren das problem meist in zwei-dimensionalen Modelle, die in eine petri-Schale, weil Sie nicht replizieren viele wichtige Funktionen von neurologischen Erkrankungen in Tiermodellen. Insbesondere Tiere können nicht verwendet werden, um die Untersuchung der menschlichen CMV (HCMV)-bestimmte Erkrankungen des Gehirns, weil die Krankheit ist spezifisch für den Menschen.
Shi und Kollegen, aber gefunden, dass ein Stamm von HCMV genannt TB40/E erschien zu replizieren, was HCMV führt zu einem ungeborenen baby Gehirn im übergang zwischen der ersten und zweiten Schwangerschaftsdrittel. Der TB40/E-infizierten Hirn-organoids waren deutlich kleiner als die control Modelle. Der 10 Gene, die reduziert wurden, drei wurden im Zusammenhang mit Kalzium-Signal, ein Hinweis darauf, dass verbindungen im Gehirn wurden nicht gemacht wird und, dass das Gehirn elektrische Netz wurde nicht richtig funktionieren. Weitere Tests zeigten, dass TB40/E betroffene kritische Gene, die in der Entwicklung des Gehirns, einschließlich derjenigen, die verantwortlich für die Entwicklung des hippocampus, das Zentrum des Lernens und der Erinnerung.
„Eine ähnliche organoid Strategie kann verwendet werden, um zu verstehen, wie die Infektion mit dem SARS-CoV-2-virus führt zu COVID-19, so dass wir testen potenzielle Therapien für die Krankheit,“, sagte Sun Guoqiang, Ph. D., Blei-Autor der Studie und leitender Wissenschaftler in der Abteilung von Entwicklungs-und stammzellbiologie am Beckman Research Institute of City of Hope.
Nehmen in der Studie einen Schritt weiter, Shi und Ihre Kollegen zusammengearbeitet, die interdisziplinär mit Don Diamond, Ph. D., professor in der Abteilung für Hämatologie & Hematopoietic Cell Transplantation an der Stadt der Hoffnung. Diamant ist das Studium der CMV-seit drei Jahrzehnten und ist die Entwicklung von Impfstoffen zu verhindern kongenitale CMV-Infektion.
Die Stadt Hoffe, die Wissenschaftler haben getestet, welche eines Tages verhindern oder zu vermindern die Geburtsfehler erstellt von HCMV-induzierten microcephaly. Sie führte eine schützende Immunsystem Antikörper, der sich derzeit in der Entwicklung in der Diamant-Labor. Beim Test in die Gehirn-organoide Modell, es erschien eine frühe intervention, die mit diesen „neutralisierende Antikörper“ kann verhindern oder reduzieren die die meisten schweren Folgen von HCMV-Infektion.
