Forskare vid Eli och Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research vid UCLA har, för första gången, lockade mänskliga stamceller till att bli sensoriska interneuroner - cellerna som ger oss vår känsel. Det nya protokollet kan vara ett steg mot stamcellsbaserade terapier för att återställa känseln hos förlamade personer som har tappat känslan i delar av sin kropp.

Studien, som leddes av Samantha Butler, en UCLA docent i neurobiologi och medlem av Broad Stem Cell Research Center, publicerades idag i tidskriften Stamcellsrapporter .

Sensoriska interneuroner, en klass av neuroner i ryggmärgen, ansvarar för att förmedla information från hela kroppen till det centrala nervsystemet, som möjliggör känseln. Bristen på känseln påverkar i hög grad människor som är förlamade. Till exempel, de kan ofta inte känna beröringen av en annan person, och oförmågan att känna smärta gör dem mottagliga för brännskador från oavsiktlig kontakt med en het yta.

"Fältet har under lång tid fokuserat på att få folk att gå igen, sa Butler, studiens seniorförfattare. "'Att få folk att känna igen har inte riktigt samma ring. Men att gå, du behöver kunna känna och känna din kropp i rymden; de två processerna går verkligen hand i hand."

I en separat studie, publicerades i september av tidskriften eLife , Butler och hennes kollegor upptäckte hur signaler från en familj av proteiner som kallas benmorfogenetiska proteiner, eller BMP, påverka utvecklingen av sensoriska interneuroner i kycklingembryon. Forskningen i Stem Cell Reports tillämpar dessa fynd på mänskliga stamceller i labbet.

När forskarna lade till ett specifikt benmorfogenetiskt protein som heter BMP4, samt en annan signalmolekyl som kallas retinsyra, till mänskliga embryonala stamceller, de fick en blandning av två typer av sensoriska interneuroner. DI1 sensoriska interneuroner ger människor proprioception - en känsla av var deras kropp är i rymden - och dI3 sensoriska interneuroner gör att de kan känna en känsla av tryck.

Forskarna fann att den identiska blandningen av sensoriska interneuroner utvecklades när de lade till samma signalmolekyler till inducerade pluripotenta stamceller, som produceras genom omprogrammering av en patients egna mogna celler såsom hudceller. Denna omprogrammeringsmetod skapar stamceller som kan skapa vilken celltyp som helst samtidigt som den behåller den genetiska koden för personen de härstammar från. Förmågan att skapa sensoriska interneuroner med en patients egna omprogrammerade celler har betydande potential för skapandet av en cellbaserad behandling som återställer känselkänslan utan immunsuppression.

Butler hoppas kunna skapa en typ av interneuron åt gången, vilket skulle göra det lättare att definiera de separata rollerna för varje celltyp och göra det möjligt för forskare att starta processen att använda dessa celler i kliniska tillämpningar för människor som är förlamade. Dock, hennes forskargrupp har ännu inte identifierat hur man får stamceller att ge helt dI1- eller helt dI3-celler - kanske för att en annan signalväg är involverad, Hon sa.

Forskarna har också ännu inte bestämma det specifika receptet på tillväxtfaktorer som skulle få stamceller att skapa andra typer av sensoriska interneuroner.

Gruppen implanterar för närvarande de nya sensoriska interneuronerna dI1 och dI3 i ryggmärgen på möss för att förstå om cellerna integreras i nervsystemet och blir fullt funktionella. Detta är ett kritiskt steg mot att definiera den kliniska potentialen hos cellerna.

"Det här är en lång väg, " Sa Butler. "Vi har inte löst hur man återställer beröring men vi har tagit ett stort första steg genom att utarbeta några av dessa protokoll för att skapa sensoriska interneuroner."