การเจริญเติบโตของออร์แกนอยด์บนกระจกช่วยให้สามารถผลักและดึงเซลล์สมองได้
ฟิลาเด ลเฟีย — สมองแบนที่เติบโตจากกล้อง สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ จุลทรรศน์อาจเผยให้เห็นรอยย่นใหม่ในเรื่องราวของการพับของสมอง
เซลล์ภายในสมองหดตัว ขณะที่เซลล์ภายนอกเติบโตและผลักออกสู่ภายนอก นักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์ไวซ์มันน์ ในเมืองเรโฮวอต ประเทศอิสราเอล ค้นพบจากการทำงานร่วมกับสมองที่ปลูกในห้องปฏิบัติการหรือออร์แกนอยด์ การผลักและดึงนี้ส่งผลให้เกิดการพับในออร์กานอยด์ที่คล้ายกับที่พบในสมองขนาดเต็ม Orly Reiner รายงานผลในวันที่ 5 ธันวาคมในการประชุมร่วมของ American Society for Cell Biology และ European Molecular Biology Organization
Reiner และเพื่อนร่วมงานของเธอประกบเซลล์ต้นกำเนิดในสมองของมนุษย์ระหว่างสไลด์กล้องจุลทรรศน์แก้วกับเมมเบรนที่มีรูพรุน เครื่องมือนี้อนุญาตให้เซลล์เข้าถึงสารอาหารและออกซิเจนในขณะที่ให้นักวิจัยได้ดูว่าออร์กานอยด์เติบโตอย่างไร เซลล์สร้างแผ่นชั้นที่ปิดที่ขอบทำให้ออร์กานอยด์คล้ายกับขนมปังไฟลนก้น Reiner กล่าว ริ้วรอยเริ่มก่อตัวที่ชั้นนอกของอวัยวะออร์แกนอยด์ประมาณหกวันหลังจากที่สมองขนาดเล็กเริ่มเติบโต
อวัยวะในสมองเหล่านี้อาจช่วยอธิบายได้ว่าทำไมคนที่เป็นโรค lissencephaly ซึ่งเป็นความผิดปกติของสมองที่พบได้ยากซึ่งไม่มีสันเขาและรอยพับ จึงมีสมองที่เรียบ นักวิจัยใช้ระบบแก้ไขยีน CRISPR/Cas9 เพื่อสร้างการกลายพันธุ์ในยีนLIS1 คนที่เป็นโรค lissencephaly มักมีการกลายพันธุ์ในยีนนั้น ทีมวิจัยพบว่าเซลล์ที่มีการกลายพันธุ์ไม่หดตัวหรือเคลื่อนไหวตามปกติ
Reiner และเพื่อนร่วมงานของเธอไม่ใช่คนแรกที่เสนอแนวคิดแบบผลักดึงว่าสมองพับได้อย่างไร แต่นักวิจัยสามารถแสดงแนวคิดในการทำงานในระบบทดลองของพวกเขาได้ นักชีวฟิสิกส์ Xavier Trepat จากสถาบัน Bioengineering of Catalonia ในบาร์เซโลนาซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าว “พวกเขาสามารถทำซ้ำรูปร่างของสิ่งที่เราจินตนาการว่าสมองควรมีลักษณะได้จริงๆ” เขากล่าว “มันไม่ใช่สมอง แต่พวกเขาเห็นโครงสร้างที่ดูเหมือนมัน”
ออร์แกเนลล์ทำงานหนักเกินไป
เนื่องจากส่วนใหญ่ถ้าไม่ใช่ทุกคนที่เป็นโรค MS จะได้รับความเสียหายจากเซลล์ประสาท นักวิจัยได้เริ่มให้ความสำคัญกับสองออร์แกเนลล์ภายในร่างกายของเซลล์ประสาท ได้แก่ ไมโทคอนเดรียที่สร้างพลังงานและเอนโดพลาสมิกเรติเคิลคล้ายเขาวงกต ซึ่งทำให้โปรตีน ลิพิดและอื่น ๆ จำนวนมาก โมเลกุลที่เซลล์ต้องการ ออร์แกเนลล์เหล่านี้ทำให้เซลล์ประสาททำงาน แต่ใน MS พวกมันจะถูกผลักเข้าไปในพิกัดเกินพิกัด ซึ่งทำงานหนักกว่าที่ควรจะเป็น
ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้เชื่อมโยงการทำงานผิดพลาดของไมโตคอนเดรียกับความผิดปกติของระบบประสาท เช่น อัลไซเมอร์และพาร์กินสัน อีกไม่นาน MS ได้เข้าร่วมรายการ ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนมกราคมในวารสาร Neuroinflammationนักชีววิทยาระดับเซลล์ Thomas Simmen จากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาในเอดมันตัน ประเทศแคนาดา และเพื่อนร่วมงานได้เปิดเผยอย่างน้อยหนึ่งวิธีที่ไมโตคอนเดรียในเซลล์ประสาทล้มเหลวในผู้ที่เป็นโรค MS
เนื้อเยื่อสมองจากผู้ที่เสียชีวิตด้วย MS มีโปรตีนที่เรียกว่า Rab32 ในระดับที่สูงกว่า เมื่อเทียบกับเนื้อเยื่อจากสมองที่แข็งแรงซึ่งมีโปรตีนน้อยมาก หนูที่มีเงื่อนไขที่เลียนแบบ MS ก็มี Rab32 ในระดับสูง เมื่อเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมถูกตรึง การอักเสบในเนื้อเยื่อสมองจะเพิ่มขึ้น การทดลองในเซลล์ประสาทแสดงให้เห็น และ Rab32 ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ระดับของมันเพิ่มขึ้นบ่อยที่สุดในบริเวณที่เซลล์ภูมิคุ้มกันกินของเน่าที่เรียกว่ามาโครฟาจได้แทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อที่เสียหาย
ในเซลล์ประสาท Rab32 เป็นตัวสร้างปัญหา มันเกาะบนพื้นผิวของเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและไมโตคอนเดรีย ควบคุมปฏิกิริยาของออร์แกเนลล์และพฤติกรรมยล ในการทดลองแยกกัน เมื่อ Rab32 เพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองต่อความเครียดในเอนโดพลาสมิกเรติคิวลัมหรือ ER มีหลายสิ่งเกิดขึ้น: เส้นใยของเซลล์ประสาท (ทั้งแอกซอนและเดนไดรต์ที่รับข้อความ) นั้นสั้นกว่า ไมโทคอนเดรียจะเทอะทะกว่าปกติและจำนวนก็พุ่งสูงขึ้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้บ่งชี้ว่าไมโตคอนเดรียทำงานไม่ถูกต้อง Paul Eggleton นักภูมิคุ้มกันวิทยาจากมหาวิทยาลัย Exeter ในอังกฤษและผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว ในที่สุด เซลล์ประสาทก็ฆ่าตัวตาย
นักวิจัยเรียก Rab32 เป็นเครื่องหมายของความก้าวหน้าของ MS โปรตีนอื่นๆ มีส่วนเกี่ยวข้อง ซึ่ง Simmen และ Eggleton หวังว่าจะระบุได้ หากนักวิจัยสามารถพัฒนายาที่มุ่งเป้าไปที่โปรตีนเหล่านั้น บางทีพวกเขาสามารถหยุดการตายของเซลล์ประสาทและป้องกันไม่ให้ MS ก้าวหน้าได้ นักวิทยาศาสตร์ทั้งสองกล่าว อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังคงต้องการทราบว่าอะไรเป็นสาเหตุของความเครียด ER ที่นำไปสู่การเพิ่มโปรตีน Simmen ชี้ให้เห็นว่าอาจเป็นข้อบกพร่องที่ยังไม่สามารถกำหนดได้ด้วยเอนโดพลาสมิกเรติเคิล
การค้นหาว่าความเครียดนั้นเริ่มต้นอย่างไรมีความสำคัญ เนื่องจากเกี่ยวข้องกับลักษณะสำคัญประการหนึ่งของ MS: ความเสียหายต่อไมอีลิน สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์
