Gentherapie hilft der funktionellen Erholung nach Schlaganfall

Eine neue gen-Therapie wird Gliazellen-reichlich Unterstützung-Zellen in das Gehirn-in Neuronen, die Reparatur von Schäden, die Folge von Schlaganfall und deutliche Verbesserung der motorischen Funktion in Mäusen. Ein Papier beschreibt die neue Therapie, die verwendet die NeuroD1-gen, erscheint online in der Zeitschrift Molecular Therapy. Sobald weiter entwickelt, dieses NeuroD1-basierte gen-Therapie könnte möglicherweise verwendet werden, zur Behandlung von Schlaganfall ist eine führende Ursache der Invalidität in den US, mit 800,000 neue Schlaganfall-Patienten jedes Jahr.

„Die aktuelle Behandlung für Schlaganfall, hat ein schmales Zeitfenster, in der Regel innerhalb von wenigen Stunden nach auftreten des Schlaganfalls“, sagte führen Autor Yuchen Chen, ein Postdoc-Stipendiat an der Penn State. „Viele Patienten, die nicht erhalten die Behandlung in der Zeit und als ein Ergebnis, leiden Häufig unter bleibenden Behinderungen, verursacht durch irreversible neuronale Verlust. Es besteht ein dringender Bedarf an der Entwicklung einer neuen Therapie die Neubildung von Neuronen und Wiederherstellung von verlorenen Funktionen des Gehirns bei Schlaganfall-Patienten.“

Das menschliche Gehirn hat etwa 86 Milliarden Nervenzellen. Während mini-Schlaganfälle kann toleriert werden, mäßig Schlaganfall mit dem Verlust von Milliarden von Neuronen, die Blätter nachteilige Effekte, die nicht spontan erholt.

„Also, die kritische Frage ist noch immer unbeantwortet in der neuroregeneration Feld ist, wie können wir regenerieren Milliarden von Neuronen, die in einem Patienten das Gehirn nach einem Schlaganfall?“, sagte Gong Chen, professor der Biologie und Verne M. Willaman Chair in Life Sciences an der Penn State und Leiter des Forschungsteams. „Das größte Hindernis für Gehirn-Reparatur ist, dass Nervenzellen nicht regenerieren sich. Viele klinische Studien für Schlaganfall-versagt haben in den letzten Jahrzehnten, vor allem, weil keiner von Ihnen kann sich regenerieren genug ist, neue Neuronen zu regenerieren die Neuronen verloren.“

Gong Chen und sein team leistete Pionierarbeit für einen neuen Ansatz zur Regeneration funktionelle Neuronen mit Gliazellen, eine Gruppe von Zellen, die umliegenden jedes einzelne neuron im Gehirn, die wesentliche Unterstützung für Neuronen. Im Gegensatz zu Neuronen, Glia-Zellen teilen und regenerieren sich, vor allem nach Verletzung des Gehirns.

„Ich glaube, dass das drehen Glia-Zellen, die bereits vorhanden sind in das Gehirn neue Neuronen ist der beste Weg, um wieder aufzufüllen, die verloren Neuronen“, sagte Gong Chen. „Die Gliazellen sind die Nachbarn der Toten Nervenzellen des Gehirns und sind wahrscheinlich die gleichen Vorfahren cellular-Linie.“

Gong Chen-team zuvor berichtet, dass eine einzelne genetische neuronale Faktor, NeuroD1, konnte direkt konvertieren Glia-Zellen in funktionelle Nervenzellen im inneren Maus-Gehirnen mit Alzheimer-Krankheit, aber die Gesamtzahl der Neuronen generiert wurde begrenzt. Das Forschungsteam vermutet, dass diese begrenzte regeneration wurde durch das retrovirale system zur Auslieferung von NeuroD1 auf das Gehirn. In der aktuellen Studie verwendete das Forschungsteam der AAV-virale-system, das ist jetzt die erste Wahl für die Gentherapie im Nervensystem zu liefern NeuroD1 in Maus-motorischen Kortex erlitten hatte von Schlaganfall.

Viele Zellen sterben nach einem Schlaganfall, aber überleben Glia-Zellen vermehren sich und bilden eine Glia-Narbe in den Bereichen Schlaganfall. Das AAV-system wurde konzipiert, um auszudrücken, NeuroD1 bevorzugt in den Glia-Zellen, diese Narben, indem er Sie direkt in neuronalen Zellen. Solche direkten glia-zu-neuron-conversion-Technologie nicht nur erhöhten neuronalen Dichte in den Bereichen Schlaganfall, aber auch deutlich reduziert Gehirn den Verlust von Gewebe verursacht durch den Schlaganfall.

Interessant ist, das neu konvertierte Neuronen zeigten ähnliche neuronale Eigenschaften der Neurone, die verloren gingen, nach einem Schlaganfall. Dies deutet auf einen möglichen Einfluss der lokalen glialen Linie auf die konvertierte neuronale Identität.

„Das aufregendste Ergebnis dieser Studie ist zu sehen, die neu konvertierten Neuronen als voll funktionsfähig in Feuer repetitive aktionspotentiale und bilden synaptische Vernetzung mit anderen bereits vorhandenen Neuronen,“ sagte Gong Chen. „Sie senden auch long-range-axonalen Projektionen auf die richtigen Ziele und Erleichterung der motor funktionellen Erholung.“

Eine separate kollaborative Arbeit unter der Leitung von Gregory Quirk, professor an der Universität von Puerto Rico, weiter getestet die NeuroD1-based gene therapy in a rat stroke model. Quirk und Kollegen auch gefunden, dass diese direkte glia-zu-neuron-conversion-Technologie können Rettungs-kognitiven funktionellen Defizite, die durch Schlaganfall.

„Da Glia-Zellen sind überall im Gehirn und können teilen, sich zu regenerieren, unsere Studie liefert den Machbarkeitsnachweis, dass Gliazellen im Gehirn angezapft werden kann wie ein Jungbrunnen zu regenerieren funktionellen neuen Neuronen für das Gehirn reparieren nicht nur für Schlaganfälle, sondern auch für viele andere neurologische Erkrankungen, die durch in neuronalen Verlust,“ sagte Chen, Yuchen. „Unser Nächster Schritt ist, um weiter zu testen dieser Technik und letztlich, um es zu übersetzen in klinisch wirksame Therapien zu profitieren Millionen von Patienten weltweit.“