Penyelidikan Skizofrenia Menyelam ke Petri Dish
"Jelas, kami tidak ingin membuang sel-sel otak seseorang untuk bereksperimen, jadi membuat kembali sel-sel otak pesakit dalam piring petri adalah perkara terbaik berikutnya untuk tujuan penyelidikan dan pemeriksaan dadah," kata pemimpin penyelidikan Gong Chen, Ph. D., profesor biologi di Penn State University.
"Bahagian yang paling menggembirakan dalam penyelidikan ini adalah bahawa ia menawarkan janji pemodelan penyakit langsung, yang memungkinkan penciptaan, dalam piring petri, neuron manusia dewasa yang berperilaku seperti neuron yang tumbuh secara semula jadi di otak manusia."
Chen percaya bahawa kaedah ini dapat menyebabkan rawatan khusus untuk setiap pesakit berdasarkan maklumat genetik dan selular mereka sendiri. Dia mengatakan bahawa, dalam penyelidikan sebelumnya, para saintis telah menemukan cara untuk memprogram ulang sel kulit dari pesakit menjadi sel induk pluripoten (iPSC) yang tidak khusus atau tidak dibezakan.
"Sel induk yang beraneka ragam adalah sejenis batu tulis kosong," kata Chen. "Selama pengembangan, sel induk seperti itu membedakan menjadi berbagai jenis sel khusus, seperti sel otot, sel otak, atau sel darah. Oleh itu, setelah menghasilkan iPSC dari sel kulit, para penyelidik kemudian dapat membudidayakannya menjadi sel otak, atau neuron, yang dapat dipelajari dengan selamat dalam piring Petri. "
Sekarang, dalam kajian baru itu, para penyelidik telah menemui cara untuk membezakan iPSC menjadi neuron manusia yang matang dengan lebih berkesan, menghasilkan sel yang berperilaku seperti neuron di otak. Chen menjelaskan bahawa, di persekitaran semula jadi mereka, neuron selalu ditemukan berdekatan dengan sel berbentuk bintang yang disebut astrosit, yang banyak terdapat di otak dan membantu neuron berfungsi dengan betul.
"Kerana neuron berdekatan dengan astrosit di otak, kami meramalkan bahawa hubungan fizikal langsung ini mungkin merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari pertumbuhan dan kesihatan neuron," kata Chen.
Untuk menguji hipotesis ini, tim memulai dengan membiakkan sel induk saraf yang berasal dari iPSC, yang merupakan sel induk yang berpotensi menjadi neuron. Sel-sel ini dikultur di atas lapisan astrosit setebal satu sel sehingga kedua-dua jenis sel saling bersentuhan secara fizikal.
"Kami mendapati bahawa sel-sel induk saraf ini dikultur pada astrosit dibezakan menjadi neuron matang dengan lebih berkesan," kata Chen, membeza-bezakannya dengan sel-sel induk saraf lain yang dikultur sendiri dalam piring petri. "Seolah-olah para astrosit menceriakan sel-sel induk, memberitahu mereka apa yang harus dilakukan, dan menolong mereka memenuhi takdir mereka untuk menjadi neuron."
Seterusnya, para penyelidik menggunakan teknik rakaman elektrofisiologi untuk menunjukkan bahawa sel-sel yang tumbuh pada astrosit mempunyai lebih banyak peristiwa sinaptik-isyarat yang dihantar dari satu sel saraf ke sel lain. Kemudian, setelah hanya satu minggu, neuron yang baru dibezakan mula melepaskan potensi tindakan - isyarat pengujaan elektrik yang cepat yang berlaku di semua neuron di otak.
Akhirnya, para penyelidik menambahkan sel stem saraf manusia ke dalam campuran dengan neuron tikus. "Kami mendapati bahawa, setelah hanya satu minggu, terdapat banyak 'perbincangan silang' antara neuron tetikus dan neuron manusia," kata Chen.
Dia menjelaskan bahawa "perbincangan silang" berlaku apabila seseorang neuron menghubungi jirannya dan melepaskan neurotransmitter untuk memodulasi aktiviti jirannya.
"Penyelidik sebelumnya hanya dapat memperoleh sel otak dari pesakit yang meninggal yang menderita penyakit seperti Alzheimer, skizofrenia, dan autisme," kata Chen. "Sekarang, para penyelidik dapat mengambil sel kulit dari pesakit yang hidup - prosedur yang selamat dan invasif minimum - dan mengubahnya menjadi sel otak yang meniru aktiviti sel otak pesakit sendiri."
Dengan kaedah ini, doktor akan mengetahui bagaimana ubat tertentu akan mempengaruhi sel otak pesakit tertentu, bahkan tanpa mencuba ubat tersebut - menghilangkan risiko kesan sampingan yang serius.
"Pesakit boleh menjadi guinea pig sendiri untuk merancang rawatannya sendiri, tanpa harus melakukan eksperimen secara langsung," katanya.
Sumber: Penyelidikan Stem Cell
