Центральная нервная система у позвоночных развивается из нервной трубки, которая является основой дифференциации спинного и головного мозга. Профессор Элли Танака и ее исследовательская группа в Исследовательском центре регенеративной терапии DFG в Дрездене – кластер передового опыта в Техническом университете Дрездена (CRTD) впервые продемонстрировали рост в пробирке отрезка спинного мозга в трех измерениях из эмбриональных стволовых клеток мыши. Наблюдалась правильная пространственная организация мотонейронов, интернейронов и дорсальных интернейронов вдоль дорсальной / вентральной оси.
Это исследование было опубликовано в Интернете американским журналом Stem Cell Reports.
В течение многих лет Элли Танака и ее исследовательская группа изучали регенеративный потенциал аксолотлей на молекулярном уровне. Мексиканские саламандры обладают способностью регенерировать спинной мозг и другие органы, чтобы восстановить полную функциональность после травм. Млекопитающие, такие как люди, не могут регенерировать большинство органов. Восстановление спинного мозга у аксолотля происходит в трехмерной структуре, подобной спинному мозгу эмбриона. Благодаря своему положению в ткани клетки регенерированного спинного мозга знают, какую функцию выполнять в восстановленной ткани. "В этом исследовании мы применили знания, полученные о регенеративном потенциале аксолотлей, к млекопитающему, мыши" объясняет профессор Элли Танака.
Одиночные эмбриональные стволовые клетки мыши, встроенные в трехмерный матрикс и выращенные в среде нейральной дифференцировки, привели к клональному развитию нейроэпителиальных кист. Эти кисты поселились в среднем и заднем мозге вдоль нервной оси. "Однако нашей целью было создание спинного мозга in vitro," говорит доктор. Андреа Майнхардт, постдок в CRTD. "По этой причине мы добавили ретиноевую кислоту в культуральную среду на второй день 3D-культивирования клеток." Результат не только вызвал переключение нервной ткани на спинной мозг, но и вызвал формирование локального сигнального центра для формирования всех различных типов клеток спинного мозга. "Таким образом, мы впервые смогли реконструировать структуру типичной нервной трубки эмбриона in vitro," сказала Андреа Мейнхардт.
"Этим исследованием мы сделали крошечный шаг ближе, чтобы воплотить идею создания трехмерного фрагмента спинного мозга для трансплантации человеку" говорит Элли Танака.