Tutkimus kartoitti, miten aivostimulaatio muuttaa geenejä elävässä ihmiskudoksessa

Tutkijat ovat ensimmäistä kertaa kartoittaneet, miten syväaivostimulaatio muuttaa geenien ilmentymistä yksittäisissä solutyypeissä elävässä ihmisen aivokudoksessa. Tämä askel voi avata uusia mahdollisuuksia kognitiivisen heikkenemisen hoitoon.

Potilaskudoksesta molekyylikartaksi

Nature-lehdessä keskiviikkona julkaistussa tutkimuksessa UCLA Healthin ja Texasin yliopiston Southwestern Medical Centerin tutkijat käyttivät luovutettua ihmisen ohimolohkon aivokudosta, jota pidettiin laboratoriossa elossa useita päiviä kirurgisen poiston jälkeen. Tutkijat sovelsivat kudokseen syväaivostimulaatiota muistuttavia sähköisiä stimulaatiokuvioita ja seurasivat molekyylitason seurauksia yksittäisten solujen tarkkuudella.uclahealth+1

Syväaivostimulaatiota, jossa aivoihin istutettujen laitteiden kautta johdetaan sähköimpulsseja, käytetään jo Parkinsonin taudin ja pakko-oireisen häiriön hoidossa. Sen vaikutuksia ihmisaivojen eri solutyyppeihin ja solujen aktivoimiin geeneihin on kuitenkin tähän asti tutkittu vain eläinkokeissa tai laboratoriossa kasvatetuissa kudoksissa.neurosciencenews+1

Tutkijaryhmä kehitti niin kutsutun "ex vivo -alustan", joka yhdistää mikroelektrodien stimulaation samanaikaiseen hermosolujen tallennukseen ja yksittäisten solujen genomiikkaan. Stimulaation jälkeen aivosolujen toiminta synkronoitui, mikä on muistojen muodostumiseen liittyvä ilmiö. Tämän jälkeen tutkijat eristivät yksittäiset solujen tumat ja luetteloivat kunkin solutyypin geneettisen aktiivisuuden.genengnews+1

Astrosyytit osallistuvat vasteeseen

Yksi tutkimuksen merkittävimmistä havainnoista on se, että hermosoluihin kuulumattomat tukisolut eli astrosyytit aktivoivat stimulaation aikana omia, erillisiä geeniohjelmiaan riippumatta hermosolujen vasteesta. Sekä hermosolut että astrosyytit kytkivät päälle omat geenijoukkonsa, mikä viittaa siihen, että syväaivostimulaatio aktivoi laajoja glia- ja hermosoluverkostoja sen sijaan, että se laukaisisi vain hermosolujen sähköistä toimintaa.genengnews+1

Tutkijat varmistivat laboratoriotuloksensa vertaamalla niitä kudoksiin, jotka oli saatu potilailta ennen kirurgista syväaivostimulaatiota. Tämä vahvisti, että vastaavia geenien ilmentymismalleja esiintyy myös elävissä aivoissa.medicalxpress+1

Kohti tarkempia hoitomuotoja

"Ymmärtämällä tarkalleen, mitkä geenit aktivoituvat missäkin soluissa stimulaation aikana, voimme alkaa suunnitella tarkempia syväaivostimulaation menetelmiä ja mahdollisesti täydentää tätä kliinistä strategiaa farmakologisilla hoidoilla, jotka auttavat hidastamaan kognitiivista heikkenemistä", sanoo vastaava kirjoittaja Genevieve Konopka, UCLA Healthin neurobiologian osaston johtaja.uclahealth+1

Tutkijat totesivat, että tarvitaan lisää tutkimusta pitkäaikaisen stimulaation vaikutusten ymmärtämiseksi, sen selvittämiseksi, miten aktivoidut solut vaikuttavat naapurisoluihinsa, ja miten syvemmät aivoalueet – joista on vaikeampi saada näytteitä eläviltä luovuttajilta – reagoivat molekyylitasolla.medicalxpress