Antidepressivum harms die Entwicklung von Neuronen im Labor-gewachsen, „mini-Gehirne“
Forscher an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health haben gezeigt, die Verwendung von stem-cell-derived „mini-Gehirn“ zu erkennen, die schädlichen Nebenwirkungen der gängigen Medikamente auf das sich entwickelnde Gehirn. Mini-Gehirne sind Miniatur-Mensch-Gehirn-Modelle, entwickelt, der mit humanen Stammzellen und kaum sichtbar für das menschliche Auge, dessen zelluläre Mechanismen imitieren denen das sich entwickelnde menschliche Gehirn.
Die Wissenschaftler veröffentlichten Ihre Ergebnisse im Februar in Frontiers of Cellular Neuroscience, verwendet der mini-Gehirne, um festzustellen, dass das Antidepressivum Paroxetin, die gemeinhin als Paxil oder Seroxat, unterdrückt das Wachstum der Synapsen, das sind die Verbindungsstellen zwischen den Nervenzellen und führt zu einer signifikanten Abnahme in einer wichtigen support-Zellpopulation. Paroxetin, kann die Plazenta bei schwangeren Frauen, die derzeit kommt mit einer Warnung gegen die Verwendung in der frühen Schwangerschaft, hauptsächlich wegen der bekannten Gefahr von Herz-und Lungen Mängel. Einige epidemiologische Studien haben auch vorgeschlagen, dass Paroxetin erhöht das Risiko von Autismus.
Paroxetin und andere Antidepressiva in seiner Klasse, bekannt als SSRI oder selektive serotonin-Wiederaufnahme-Hemmer, gehören zu den weltweit am häufigsten verschriebenen Medikamenten, die Buchhaltung für mindestens Hunderte von Millionen Verschreibungen pro Jahr. Die neuen Erkenntnisse sind wahrscheinlich zu erhöhen, Bedenken über die Auswirkungen der Droge und den anderen in seiner Klasse auf die Entwicklung des Gehirns.
Die Autoren der Studie sagen, dass die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Labor-gewachsene mini-Gehirne, die Sie rufen BrainSpheres, sind eine gute alternative zu herkömmlichen Tierversuche. Insbesondere können Sie aufdecken, Medikamente und andere Chemikalien, die schädlich für die Jungen Gehirne.
„Es gibt eine wachsende Sorge, dass wir eine Epidemie von Entwicklungsstörungen Störungen, einschließlich Autismus, und dass diese möglicherweise verursacht durch Expositionen durch übliche Medikamente oder andere Chemikalien. Da jedoch die traditionellen Tierversuche so teuer ist, dass wir nicht in der Lage, um richtig zu untersuchen diese Frage“, sagt co-senior-Autor Thomas Hartung, professor und Stuhl der Abteilung Umwelt und Gesundheit-Engineering und Direktor des Zentrums für Alternativen zu Tierversuchen an der Bloomberg-Schule.
Hartung und Kollegen entwickelten die mini-Gehirne-Modell der frühen Entwicklung des Gehirns. Die winzigen Klumpen von Gehirn-Gewebe werden hergestellt, indem Zellen von Erwachsenen Menschen, die oft von Ihrer Haut und verwandeln Sie in Stammzellen, und dann biochemisch stieß die Stammzellen zu entwickeln, die in Jungen Zellen des Gehirns. Die mini-Gehirne bilden eine rudimentäre Gehirn-ähnliche Organisation, die über einen Zeitraum von ein paar Monaten. Denn Sie sind aus menschlichen Zellen, können Sie wahrscheinlicher sein, um vorherzusagen, Auswirkungen auf das menschliche Gehirn—und weil Sie in Serie gefertigt werden können, im Labor, Sie sind viel billiger zu arbeiten, als Tiere.
Eine Reihe von Tier-Toxikologie-tests für eine einzelne Chemikalie kostet etwa $1,4 Millionen im Durchschnitt, die Autoren beachten, was erklärt, warum die überwiegende Mehrheit der Chemikalien, die in Drogen-und andere consumer-Produkte noch nie getestet für Toxizität. Im Gegensatz dazu Toxizitätstests mit mini-Gehirn kostet nur ein paar tausend Dollar.
Das research-team ausgesetzt, die mini-Gehirne für zwei verschiedene Konzentrationen von Paroxetin über einen Zeitraum von acht Wochen die Klumpen von Gewebe entwickelt. Beide Konzentrationen wurden innerhalb der therapeutischen Palette für die Blutspiegel der Droge in den Menschen. In den Experimenten haben die Forscher auch zwei verschiedene sets von mini-Gehirnen, jeweils abgeleitet von einer anderen Stammzelle.
Die Wissenschaftler fanden, dass, während Sie Paroxetin nicht scheinen, um eine signifikante neuron-Tötung-Effekt bei der höheren Konzentration reduziert Ebenen eines proteins namens synaptophysin, ein wichtiger Bestandteil und Markierung von Synapsen, bis zu 80%. Paroxetin reduziert Ebenen der beiden anderen synapse-bezogener Marker, wie gut. Ebenso das team beobachtet, dass Paroxetin reduziert die normale Folge von Strukturen, die neurites genannt, die entwickeln sich schließlich in die Ausgabe von Stielen und Wurzel-wie input-Filialen von Reifen Neuronen. Schließlich werden die Forscher stellten fest, dass, im Vergleich zur Kontrollgruppe, Paroxetin-exponierten mini-Gehirne entwickelt, die mit bis zu 75% weniger oligodendrozyten, die Unterstützung, die Zellen, sind entscheidend für die richtige „Verdrahtung“ des Gehirns.
Diese Effekte suggerieren, dass das Medikament möglicherweise verhindern die normale Bildung von verbindungen zwischen der Entwicklung von Neuronen, ein Ergebnis, das kann sich in der Praxis zugrunde liegen, Autismus oder anderen Störungen.
Die Studie zeigt auch, das breitere Potenzial der mini-Gehirne-basierten Tests zu erkennen, die negativen Auswirkungen von Drogen auf die Entwicklung des Gehirns.