Τα μυστικά του εγκεφάλου: Έλληνες επιστήμονες ανοίγουν τον δρόμο για την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών ασθενειών
Τρισδιάστατα μοντέλα- δομές που προσομοιάζουν την οργάνωση και συμπεριφορά του ανθρώπινου νευρικού ιστού κατασκευάζουν ερευνητικές ομάδες του Ινστιτούτου Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων και του Ινστιτούτου Εφαρμοσμένων Βιοεπιστημών του Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ), ανοίγοντας τον δρόμο για την καλύτερη κατανόηση και αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών ασθενειών, όπως το Αλτσχάιμερ.
H δομή του εγκεφάλου αλλοιώνεται σε τέτοιες ασθένειες λόγω της σταδιακής απώλειας νευρικών κυττάρων- των νευρώνων. Οι θεραπείες για την αντιμετώπιση
Οι ερευνητές με τη χρήση ενός κεραμικού υλικού κατασκευάζουν ικριώματα πάνω στα οποία καλλιεργούν ανθρώπινους νευρώνες, οι οποίοι σχηματίζουν λειτουργικά νευρικά δίκτυα- και στο επόμενο βήμα, διαμορφώνουν τη μορφολογία των ικριωμάτων ώστε να μοιάζουν με την αντίστοιχη του εγκεφάλου. Στο μέλλον η έρευνα αναμένεται να βελτιστοποιηθεί με τη χρήση τεχνολογιών τρισδιάστατης εκτύπωσης ικριωμάτων και νευρώνων σε συνεργασία με ερευνητές του ΙΠΤΗΛ. Η κατασκευή λειτουργικών οργανοειδών νευρικού ιστού θα αποτελέσει σημαντικό επίτευγμα στη νευροβιολογία για την κατανοηση και αντιμετώπιση των νευροεκφυλιστικών ασθενειών.
Για τη συγκεκριμένη έρευνα μίλησαν στη HuffPost Greece ο Δρ. Σπύρος Πετράκης, μοριακός βιολόγος του Ινστιτούτου Εφαρμοσμένων Βιοεπιστημών (ΙΝΕΒ)/ΕΚΕΤΑ και η Δρ Ακριβή Ασημακοπούλου, χημικός μηχανικός του Ινστιτούτου Χημικών Διεργασιών & Ενεργειακών Πόρων (ΙΔΕΠ)/ΕΚΕΤΑ.
Πώς γίνεται η καλλιέργεια ανθρώπινων νευρώνων;
Σπύρος Πετράκης: Οι ανθρώπινοι νευρώνες δεν είναι εφικτό να απομονωθούν από τον εγκέφαλο και να καλλιεργηθούν στο εργαστήριο. Επιπλέον, δεν πολλαπλασιάζονται ώστε να υπάρχει επαρκής αριθμός για πειραματισμό. Η διαδικασία που ακολουθείται είναι σχετικά πολύπλοκη και χρονοβόρα και περιλαμβάνει την κατασκευή επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων (induced pluripotent stem cells, iPS, Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012) τα οποία μπορεί να αποδώσουν σχεδόν όλους τους κυτταρικούς τύπους. Σε αυτή τη διεργασία, κύτταρα δέρματος ή αίματος επαναπρογραμματίζονται γενετικά σε προγονικό στάδιο (iPS cells) και στη συνέχεια διαφοροποιούνται σε νευρικά βλαστοκύτταρα (πρόδρομα νευρικά κύτταρα με ικανότητα πολλαπλασιασμού). Τα νευρικά βλαστοκύτταρα επιστρώνονται στα ικριώματα που κατασκευάζουμε και στη συνέχεια διαφοροποιούνται σε νευρώνες οι οποίοι παραμένουν βιώσιμοι και λειτουργικοί για αρκετές εβδομάδες. Το θρεπτικό υλικό καλλιέργειας περιλαμβάνει συγκεκριμένους παράγοντες που καθορίζουν τη διαφοροποίηση των νευρικών βλαστοκυττάρων και υποστηρίζουν τη βιωσιμότητα των νευρώνων που παράγονται.
Σε επίπεδο αναγεννητικής ιατρικής, για τι επίπεδο δυνατοτήτων μιλάμε; Τίθεται θέμα μοσχευμάτων για αντικατάσταση ανθρώπινων νευρώνων; Είναι βιοσυμβατές οι δομές που κατασκευάσατε;
Σπύρος Πετράκης, Ακριβή Ασημακοπούλου: Ο εγκέφαλος είναι μια πολύ συμπαγής και άριστα οργανωμένη δομή. Συνήθως, έχουμε απώλεια νευρώνων σε συγκεκριμένες περιοχές και είναι πολύ δύσκολο να καταφέρουμε να αποκαταστήσουμε βλάβες σε περιοχές εσωτερικά του εγκεφάλου χωρίς να προκαλέσουμε νέες βλάβες. Επιπλέον, ο νευρικός ιστός είναι γενικά μαλακός ιστός και οποιαδήποτε απόπειρα αναγεννητικής ιατρικής θα πρέπει να περιλαμβάνει τη χρήση αντίστοιχων υλικών (όπως γίνεται πειραματικά για την αναγέννηση τραυματισμών/τομών π.χ. στο νωτιαίο μυελό). Οι δομές που κατασκευάζουμε είναι βιοσυμβατές με την έννοια ότι επιτρέπουν την καλλιέργεια και διαφοροποίηση νευρικών βλαστοκυττάρων και τη διατήρηση βιώσιμων και λειτουργικών νευρώνων. Αλλά δεν είναι συμβατές για μεταμόσχευση λόγω σκληρότητας του ικριώματος. Αυτή τη στιγμή πειραματιζόμαστε και με πιο μαλακά υποστηρικτικά υλικά/ικριώματα αλλά πάντα στο πλαίσιο κατασκευής 3D δομών νευρικού ιστού.
Θα μπορούσατε να περιγράψετε κάποιες πρακτικές εφαρμογές στις οποίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν τέτοιου είδους δομές; Για τι χρονικό πλαίσιο εφαρμογής μιλάμε;
Σπύρος Πετράκης: Η ιδέα της ανάπτυξης οργανοειδών δεν είναι καινούργια αλλά η μεθοδολογία κατασκευής τους βελτιώνεται συνεχώς. Η κύρια χρησιμότητά τους είναι ως μοντέλα για 1. την κατανόηση των διεργασιών που συμβαίνουν στον εγκέφαλο, στον οποίο τα κύτταρα αυτο-οργανώνονται και ανταλλάσσουν πληροφορίες σε τρεις διαστάσεις και 2. τη δοκιμή και ανάπτυξη αποτελεσματικών φαρμάκων/θεραπευτικών προσεγγίσεων εναντίον π.χ. νευροεκφυλιστικών νόσων.
Ακριβή Ασημακοπούλου: Η χρήση ικριωμάτων θα μπορούσε να επιλύσει προβλήματα μακροπρόθεσμης βιωσιμότητας και λειτουργικότητας τέτοιων οργανοειδών καθώς θα επέτρεπε την ευκολότερη παροχή θρεπτικών συστατικών σε κύτταρα που βρίσκονται στο εσωτερικό τους. Επιπλέον, τέτοιες δομές θα μπορούσε να έχουν και άλλες βιοτεχνολογικές εφαρμογές, για παράδειγμα, κατασκευή neural blocks τα οποία θα μπορούσαν να συναρμολογηθούν σε μεγαλύτερες δομές που θα αντάλλασσαν πληροφορίες μεταξύ τους. Το χρονικό πλαίσιο εφαρμογής δεν είναι πάρα πολύ μακριά αλλά εξαρτάται από τη μεθοδολογία κατασκευής περίπλοκων 3D δομών και τη λειτουργικότητα τους. Αυτή τη στιγμή, σε συνεργασία με ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογιών Πληροφορικής και Επικοινωνιών (ΙΠΤΗΛ) του ΕΚΕΤΑ χρησιμοποιούμε την τεχνολογία της 3D εκτύπωσης για να σχεδιάσουμε και να κατασκευάσουμε ικριώματα στα οποία μπορούμε να βιο-εκτυπώσουμε ανθρώπινα κύτταρα. Αυτή η ερευνητική συνεργασία προσεγγίζει με έντονη διεπιστημονικότητα την παραγωγή προηγμένων ικριωμάτων με ακριβή έλεγχο των μορφολογικών χαρακτηριστικών του υλικού, ενώ η τεχνολογία προσθετικής κατασκευής αναμένεται να επιταχύνει την διαδικασία παραγωγής λειτουργικών και χρήσιμων 3D δομών νευρικού ιστού.
Σε ποιες ασθένειες αναμένεται να υπάρξουν οι ταχύτερες εξελίξεις από τέτοιου είδους έρευνες;
Σπύρος Πετράκης: Σίγουρα σε συχνά νευροεκφυλιστικά νοσήματα (νόσος του Alzheimer ή του Parkinson, νόσος Huntington) ή νοσήματα στο φάσμα του αυτισμού. Αλλά κυρίως σε υποκατηγορίες τους που οφείλονται σε γενετικούς παράγοντες ή μεταλλάξεις σε συγκεκριμένα γονίδια. Και αυτό γιατί η τεχνολογία που περιγράφουμε θα επιτρέψει την κατασκευή 3D δομών παθολογικού νευρικού ιστού και τη σύγκρισή τους με αντίστοιχες δομές υγιούς νευρικού ιστού.
ΠΡΙΝ ΦΥΓΕΤΕ...Περίεργα πλάσματα ανακαλύφθηκαν κατά λάθος κάτω από τους πάγους της ΑνταρκτικήςΤοποθετήθηκε η δεύτερη από τις έξι νέες πεζογέφυρες στην ΑττικήΜπιλ Γκέιτς: Ο κορονοϊός είναι εύκολος σε σχέση με το θέμα του κλίματος- Δημοφιλέστερες Ειδήσεις Κατηγορίας Ειδήσεις
- Συγκλονίζει η Αθηνά Παππά: Με σάπισαν στο ξύλο – Ανέβηκα στο καπό του αυτοκινήτου αιμόφυρτη
- Νέο έκτακτο δελτίο καιρού: Έρχονται πυκνά χιόνια στην Αττική σήμερα και αύριο, Τρίτη
- Βρέθηκε σώα η 45χρονη χάρη στο SILVER ALERT!
- Κλέαρχος Μαρουσάκης: Θα πέσει πολύ χιόνι, θα το στρώσει και στην Αθήνα
- Τα μυστικά του εγκεφάλου: Έλληνες επιστήμονες ανοίγουν τον δρόμο για την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών ασθενειών
- Ο Ολυμπιακός παρακολουθεί τον Αγραβάνη
- Επικαιροποίηση του έκτακτου δελτίου της ΕΜΥ: Εντείνονται οι χιονοπτώσεις στην Αττική
- H απρόσμενη αντίδραση της Καινούργιου για την εγκυμοσύνη της Ηλιάκη
- Αίτηση για βεβαίωση αδυναμίας προσέλευσης στην εργασία λόγω χιονόπτωσης στον Δήμο Κηφισιάς
- «Να φύγει ο Μπόλονι, ο Παναθηναϊκός δεν είναι… ΠΑΟΚ – Πού ήταν ο Σωκράτης;»
- Δημοφιλέστερες Ειδήσεις Huffington Post Greece
- Τα μυστικά του εγκεφάλου: Έλληνες επιστήμονες ανοίγουν τον δρόμο για την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών ασθενειών
- Η Μήδεια φοράει στους εύζωνες κάπες και στέλνει στρατιωτικό άγημα στον Αγνωστο Στρατιώτη
- Τοποθετήθηκε η δεύτερη από τις έξι νέες πεζογέφυρες στην Αττική
- Ταραντίλης: Μέχρι το Πάσχα το πρώτο τείχος ανοσίας
- Με το χαμόγελο, παρά τη Μήδεια - Πιστοί στο ραντεβού στο Μέγκα Εμβολιαστικό Κέντρο στο Μαρούσι
- Τελευταία Νέα Huffington Post Greece
- Τα μυστικά του εγκεφάλου: Έλληνες επιστήμονες ανοίγουν τον δρόμο για την αντιμετώπιση νευροεκφυλιστικών ασθενειών
- Ταραντίλης: Μέχρι το Πάσχα το πρώτο τείχος ανοσίας
- Η Μήδεια φοράει στους εύζωνες κάπες και στέλνει στρατιωτικό άγημα στον Αγνωστο Στρατιώτη
- Με το χαμόγελο, παρά τη Μήδεια - Πιστοί στο ραντεβού στο Μέγκα Εμβολιαστικό Κέντρο στο Μαρούσι
- Τοποθετήθηκε η δεύτερη από τις έξι νέες πεζογέφυρες στην Αττική
- Περίεργα πλάσματα ανακαλύφθηκαν κατά λάθος κάτω από τους πάγους της Ανταρκτικής
- Παγκόσμια Ημέρα Παιδικού Καρκίνου: Τα στοιχεία που σοκάρουν κι οι προκλήσεις
- To Μαυροβούνιο, υπό νέα κυβέρνηση
- Φωτογραφίες: Τα χιόνια της «Μήδειας» στην Αττική
- Στο HBO το ντοκιμαντέρ για την Τ. Τέρνερ που άγγιξε την κορυφή και βίωσε σκληρή κακοποίηση
- Τελευταία Νέα Κατηγορίας Ειδήσεις
- Υπουργοί στο στόχαστρο
- Ερντογάν κατά ΗΠΑ : Σταματήστε να στηρίζετε τρομοκράτες
- Διάγνωση νόσου Αλτσχάιμερ: Με ποια εξέταση οι επιστήμονες κάνουν έγκαιρη αναγνώριση του κινδύνου
- Η συνταγή της ημέρας: Η πιο νόστιμη μακαρονάδα έτοιμη σε 10′
- Πώς θα εξελιχθεί η κακοκαιρία: Νέο κύμα χιονιά στην Αττική
- ΠΟΥ: Νέα ερωτήματα για την αρχική εξάπλωση του κορωνοϊού στη Γουχάν
- Πατούλης: Ο μηχανισμός της περιφέρειας είναι επί ποδός και παρεμβαίνει άμεσα όπου απαιτείται
- «Μήδεια»: Νέο έκτακτο δελτίο της ΕΜΥ - Πυκνή χιονόπτωση στην Αττική έως το βράδυ της Τρίτης