Kan omprogrammerade interneuron hjälpa neurologiska sjukdomar i framtiden?
Hjärnan är ett livsviktigt organ som kontrollerar kroppsfunktioner såsom sinnen och rörelser. Här finns ett mycket komplext nätverk av elektriska signaler i en perfekt balans mellan stimulans och hämning (excitation och inhibition). För att denna balans ska fungera krävs små modulerande nervceller, så kallade interneuron. Om dessa celler inte fungerar, eller om de förloras helt, blir balansen rubbad – vilket kan leda till neurologiska sjukdomar såsom till exempel schizofreni, epilepsi eller autismspektrumstörningar
– sjukdomar som i dag ut gör globala hälsoproblem. Det finns för närvarande inget botemedel mot sådana hjärnsjukdomar
– och behandlingen kräver ofta en kombination olika typer av terapier. Men tänk om man skulle kunde ersätta de förlorade eller skadade interneuroner direkt i patientens hjärna och därigenom återställa hjärnans balans?
I vår forskargrupp undersöker vi frågan närmare med hjälp av direkt omprogrammering, en teknik där en cell, till exempel en stödjecell eller hudcell kan omvandlas till en nervcell genom överuttryck av specifika nervcellsgener (genom transkriptionsfaktorer). Omvandlingen sker utan att passera stamcellsstadiet och är därför en relativt snabb process och minskar också risken för tumörbildning eftersom den undviker den omogna cellens okontrollerade delning. Av dessa skäl är det möjligt att direkt omprogrammera celler inne i den levande hjärnan och på så sätt skapa patientspecifika nervceller direkt på plats.
Vårt team har med direkt omprogrammering lyckats omvandla stödjeceller, så kallade gliaceller, till interneuron genom att injicera nervcellsgener i modifierade virus till mushjärnan. 1 Direkt i den levande mushjärnan genererades då interneuron av en viss typ, så kallade parvalbuminuttryckande interneuron. Dessa utgör en stor grupp av interneuron som tros spela särskilt viktig roll i hjärnans plasticitet och har visat sig vara involverade i till exempel psykiska sjukdomar vilket gör dem extra intressanta att forska vidare på. Parvalbumin- interneuron är dessutom vanligtvis mycket svåra att framställa i labbet, till exempel från stamceller.
Men i vår studie verkade parvalbumincellerna bildas oberoende av vilka nervcellsgener vi injicerade i musen vilket kan tyda på att gliacellerna där har en särskild fallenhet att omvandlas till dessa interneuron.1 Både gliaceller och interneuron utvecklas intressant nog från samma tidiga hjärnstruktur i fosterutvecklingen.
