Sujet: Réseau Neural à partir de Cellules Souches !

[TDelrieu]

Réseau Neural Fonctionnel à partir de Cellules Souches Cultivées

18 juillet 2005

La recherche publiée dans l'édition de juin de «Neurosurgery», le journal officiel du Congrès des Neurochirurgiens, informe comment des médecins à Stockholm (Suède) et Oslo (Norvège) ont collaboré avec des chercheurs de l’USC pour produire avec succès des neurones fonctionnels à partir de cellules souches adultes prélevées du secteur ventriculaire du cerveau d'un donneur.

Nous avons prouvé que les neurones sont capables de communication par les synapses, et tient la promesse que les patients souffrant de maladies dégénératives comme la maladie de Parkinson, l'épilepsie et chorea d'Huntington pourront un jour être traités en cultivant assez de neurones pour remplacer les cellules détruites par ces troubles.

"Nous sommes capables de développer un nombre significatif de neurones fonctionnels qui communiquent dans un réseau cellulaire  à partir de très petites biopsies", a dit docteur Iver A. Langmoen, Professeur de Neurochirurgie au Karolinska Institutet à Stockholm. "Cela crée une base pour étudier la façon de prélever quelques cellules du cerveau d'un patient avec une maladie particulière, cultiver les cellules saines en laboratoire et ensuite transplanter les cellules normales dans le patient", a-t-il ajouté. Les cellules souches ont été obtenues lors d’une procédure endoscopique standard pour traiter l’hydrocéphalie (présence d'une quantité anormalement élevée de liquide dans le cerveau). L'endoscope crée un petit canal dans le mur ventriculaire du cerveau pour sortir l'excès le liquide cérébro-spinal.

Des échantillons de tissu de 2-4 millimètres, enlevés pour créer le canal, ont été séparés en cellules simples en les plaçant dans un milieu de culture avec enzyme et suivant un passage par une passoire.

Chaque cellule a été alors reproduite dans une culture avec des facteurs de croissance pour former une petite sphère de cellules nommé neurosphere. Une neurosphere typique est constituée d’environ 300 cellules immatures.

Des neurospheres individuelles ont été alors séparées de leurs cellules composantes et le processus de reproduction, ou le passage, a été répété. Quatre passages ont le potentiel de rapporter environ 2,5 millions de cellules d'une cellule d'origine simple.

Les jeunes cellules à ce point ne se sont pas encore développées dans le tissu fonctionnel cérébral. Elles sont placés dans un nouvel environnement pour arrêter le processus de reproduction et pour stimuler leur développement dans un type spécifique de cellules cérébrales.

Les chercheurs pensent que la manipulation de combinaisons de protéines dans la culture active un mécanisme interne déterminant le type de tissu cérébral que devient la cellule.

Cela prend environ quatre semaines à une cellule souche pour devenir un neurone mûr. Certaines de ces cellules ont été mises en contact avec des anticorps neuronaux qui ont indiqué qu'elles étaient bien des neurones. L'essai a été encourageant, mais il n'a pas prouvé que les chercheurs avaient cultivé des neurones fonctionnels.

L'essai le plus valable pour vérifier les neurones fonctionnels a été d’observer s'ils avaient les caractéristiques des modèles présents naturellement dans le cerveau.

Les cellules individuelles en cultures ont répondu au glutamate, qui est le médiateur chimique plus commun dans le cerveau pour la stimulation des neurones. Le plus important, quand une cellule simple a été activée, des cellules adjacentes ont produit une réponse électrique caractéristique, avec l'intervalle de temps pour la transmission synaptique. La communication cellulaire avait eu lieu.

Les implications de cette étude de référence, pour l'avenir dans le traitement de maladies et de traumatismes neurologiques, la placent parmi les avancées les plus significatives en neuroscience. C'est également significatif pour l'avancement des recherches sur les cellules souches, et ajoute foi au concept d'autotransplantation dans lequel les propres cellules d'un patient peuvent fournir un remède, sans le problème immunitaire posé dans toutes les procédures de transplantation actuelles.

"Le travail du docteur Langmoen est très passionnant, parce que maintenant nous avons la preuve directe d’une transmission synaptique entre des neurones cultivés à partir de cellules souches", a dit docteur Liu.

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Functioning Neural Network Grown from Stem Cells

18 Jul 2005

Research published in the June edition of Neurosurgery, the official journal of the Congress of Neurological Surgeons, documents how physicians in Stockholm, Sweden and Oslo, Norway collaborated with researchers at USC to successfully produce functioning neurons from adult stem cells harvested from the ventricle area of a donor's brain.

The neurons were proven capable of communicating through synapses and holds promise that patients suffering from degenerative conditions such as Parkinson's disease, epilepsy and Huntington's chorea may one day be treated by growing enough neurons to replace cells destroyed by the disorders.

“We are able to develop a significant number of functional neurons that communicate in a network cells from very small biopsies,” said Dr. Iver A. Langmoen, Professor of Neurosurgery at Karolinska Institutet in Stockholm “This creates a basis for study into how to harvest a few cells from the brain of a patient with a particular disease, cultivate healthy cells in the lab, and then transplant the normal cells back into the patient,” he added.
The stem cells were obtained during a standard endoscopy procedure to treat hydrocephalus - a condition commonly referred to as water on the brain. The endoscope creates a small channel in the brain's ventricular wall to release excess cerebrospinal fluid.

The 2 - 4 millimeter tissue samples removed to create the channel were separated into single cells by placing them in an enzyme medium and subsequent passage through a strainer.

Each cell was then replicated within a culture of growth factor to form a small sphere of cells known as a neurosphere. A typical neurosphere consists of about 300 immature cells.

Individual neurospheres were then separated into their component cells and the replication process, or passage, was repeated. Four passages have the potential to yield about 2.5 million cells from a single originating cell.

The young cells at that point have not yet developed into functional brain tissue. They are placed in a new environment of to stop the replication process and to stimulate their development into a specific type of brain cell.

Researchers believe manipulating the combination of proteins in the culture activates an internal mechanism determining the type of brain tissue the cell becomes.

It takes about four weeks for a stem cell to become a mature neuron. Some of the cells were stained with neuronal antibodies that indicated they were neurons. The test was encouraging, but it did not prove the researchers had grown functioning neurons.

The most valid test to verify the neurons functioned was to observe whether they exhibited characteristic firing patterns occurring naturally in the brain.

Individual cells in the cultures responded to glutamate, which is the most common chemical in the brain for stimulating neurons. Most importantly, when a single cell was activated, adjacent cells produced an electrical response characteristic in both pattern and time interval for synaptic transmission. Cellular communication had taken place.

The manifold implications of this landmark study for the future treatment of neural diseases and trauma make it among the most significant advances in neuroscience. It's equally meaningful for the advancement of stem cell research and gives credence to the concept of autotransplantation in which a patient's own cells may provide a cure without concern for adverse immune response that is a factor in all current transplantation procedures.

Ongoing collaborative work with Drs. Charles Liu at USC and David Tirrell of Caltech will study how artificial protein matrices outside the cell direct the behavior of Dr. Langmoen's neural networks.

“Dr. Langmoen's work is very exciting, because now we have direct evidence of synaptic transmission between neurons grown from stem cells,” Dr. Liu said.

Neurosurgery, the Official Journal of the Congress of Neurological Surgeons is the most complete publication about the contemporary field of neurosurgery. Members of the Congress and non-member subscribers receive 4,000 pages per year of the latest science, technology, medicine and full-text online access to the world's most recent neurosurgery information. Neurosurgery's editorial office is located in Los Angeles, CA and is published by Lippincott Williams & Wilkins of Philadelphia, PA.

Source : http://www.medicalnewstoday.com/medicalnews.php?newsid=27574&nfid=rssfeeds