Kartläggning ger skjuts åt Parkinsonforskning

Två forskarlag vid Karolinska Institutet har kartlagt de dopaminproducerande cellerna i mellanhjärnan på möss och på människa. De har även utvecklat en metod för att bedöma kvalitén på framodlade dopaminproducerande celler, vilket kan ge forskningen kring Parkinsons sjukdom nya förutsättningar. Resultaten publiceras i tidskriften Cell.

Mellanhjärnans funktion och utveckling i fosterstadiet är av stort intresse för förbättrade behandlingsformer vid Parkinsons sjukdom. Sjukdomssymtomen orsakas av att dopamin-producerande celler i mellanhjärnan dör, vilket leder till försämrad motorisk funktion.
En behandling som ännu inte finns, men som forskarna hoppas mycket på, handlar om att ersätta förlorade dopaminproducerande celler med nya laboratorieproducerade celler från stamceller.

Ett problem som forskningen hittills brottats med är att kunskaperna om mellanhjärnan är relativt små. Det betyder att även kunskaperna om likheten mellan odlade och dopaminproducerarande celler i hjärnan är små.

– För att förstå mer om det har vi använt så kallad enkelcellsanalys, där vi studerar genaktivitet i enskilda celler. På så sätt har vi kunnat kartlägga laboratorieproducerade och patientegna dopaminproducerande celler, liksom celler från mus och jämföra dem, säger Sten Linnarsson, vid Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik vid Karolinska Institutet.

Forskarna fann 25 typer av celler

De båda forskarlagen, ledda av Sten Linnarsson och professor Ernest Arenas med doktoranderna Gioele La Manno och Daniel Gyllborg, fann 25 olika typer av celler, inklusive tidigare okända typer av omogna celler, så kallade radial glia, som ger upphov till specifika typer av nervceller. En överraskande upptäckt är att de laboratorieodlade cellkulturerna hade nästan samma mångfald och komplexitet som kulturerna i den mänskliga hjärnan.

– De bildar en liknande sammansättning som den i hjärnan men de är inte identiska och fungerar förmodligen inte riktigt lika bra. Målet är att få fram odlade celler som så långt som möjligt liknar celler utvecklade i hjärnan.

Arbetet i de båda forskarlagen har även resulterat i en metod för att bedöma kvalitén på stamcellspreparat. Det har skett genom ytterst noggranna jämförelser med celler observerade i embryon. Metoden har stor betydelse för förståelsen av hjärnans utveckling, och mer specifikt för att kunna bedöma kvalitén på de celler som i framtiden kommer att kunna transplanteras till människa i internationella kliniska studier.

– Vi måste veta vad vi stoppar in i hjärnan säger Ernest Arenas. Fram till nu har man bara kunnat testa ett fåtal markörer hos dopaminproducerande celler från foster. Vår testmetod ger helt nya möjligheter för kvalitetsbedömningar och nya förutsättningarna för forskningen kring Parkinsons sjukdom.

Kan jämföra dopaminproducerande celler från två arter

Det är också första gången någon utvecklat en metod att kunna jämföra dopaminproducerande celler från två arter - människa och mus. Detta har bidragit till viktig kunskap, eftersom så gott som all forskning inom området dopaminproducerande celler utförts på möss.

– Det är överraskande hur lik människans och musens embryonalutveckling är, i både celltyper och genaktivitet säger Sten Linnarsson. Man kan därför se kartläggningen som ett kvitto på att forskning om dopaminceller på möss fungerar.

Forskningen är finansierad av EU-kommissionen (7 th Framework Programme for Research and Technological Development), Europeiska forskningsrådet, Vetenskapsrådet och Karolinska Institutet

Publikation

”Molecular Diversity of Midbrain Development in Mouse, Human and Stem Cells”

Gioele La Manno, Daniel Gyllborg, Simone Codeluppi, Kaneyasu Nishimura, Carmen Salto, Amit Zeisel, Lars E. Borm, Simon R.W. Stott, Enrique M. Toledo, J. Carlos Villaescusa, Peter Lönnerberg, Jesper Ryge, Roger A. Barker, Ernest Arenas, Sten Linnarsson

Cell, publicerad online 6 Oktober 2016, doi 10.1016/j.cell.2016.09.027