Salk-Wissenschaftler stellen Serotonin-übertragende Neuronen in einer Schüssel her

Salk-Wissenschaftler stellen Serotonin-übertragende Neuronen in einer Schüssel her

Die Fähigkeit, menschliche Hautzellen in Neuronen umzuwandeln, die Serotonin produzieren, wird für Forscher ein Segen sein

LA JOLLA – Wissenschaftler am Salk Institute haben menschliche Hautzellen genommen und sie in Neuronen umgewandelt, die sich gegenseitig Signale über Serotonin senden, eine Gehirnchemikalie, die für unser geistiges Wohlbefinden von entscheidender Bedeutung ist.

Obwohl Serotonin-Neuronen nur einen kleinen Teil der Gehirnzellen ausmachen, werden diese Neuronen mit schwächenden Erkrankungen wie schweren Depressionen, Schizophrenie und Autismus in Verbindung gebracht. Depressionen werden üblicherweise mit selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmern behandelt, die die Serotonin-Signalübertragung in den kleinen Lücken zwischen benachbarten Neuronen verstärken.

Beschrieben am 27. Oktober 2015 in Molecular PsychiatryDie Methode bietet Forschern eine neue Perspektive, um die Mechanismen von Serotonin und deren mögliche Fehlfunktionen bei psychischen Erkrankungen zu untersuchen.

„Endlich können wir damit beginnen, Fragen zu Zellen von Menschen zu stellen, die an Depressionen und anderen Störungen leiden“, sagt Salk-Professor Rusty Gage, der leitende Forscher der Studie.

Wissenschaftler produzieren seit langem spezielle Arten menschlicher Zellen für die Untersuchung in Kulturschalen. Seit fast einem Jahrzehnt ist es beispielsweise möglich, die Zellen bestimmter Gewebe zu transformieren, sie in pluripotente Stammzellen (iPS) umzuwandeln und sie wiederum dazu zu bringen, sich zu anderen Zelltypen, einschließlich Neuronen, zu entwickeln. Obwohl neuere Methoden Hautzellen direkt in Neuronen umgewandelt haben, verwenden diese Neuronen eine andere Gehirnchemikalie: Glutamat.

In der neuen Studie isolierte das Salk-Team die Minderheitspopulation von Serotonin-Neuronen, die aus Stammzellen differenziert wurden, und fragte, welche einzigartigen Gene in diesen Zellen aktiviert wurden. Anschließend fanden die Forscher einen Cocktail aus sechs genaktivierenden Proteinen, der die Differenzierung zu serotonergen Neuronen direkt aus menschlichen Fibroblasten steuerte.

„Als ich in das Mikroskop schaute und Serotonin-positive Neuronen sah, war das wirklich aufregend und der Moment, in dem ich sagte: ‚Wow, wir haben serotonerge Neuronen!‘“, sagt der Hauptautor der Studie, Krishna Vadodaria, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Gage Labor. „Obwohl diese Neuronen möglicherweise nicht mit den serotonergen Neuronen des Gehirns identisch sind, haben die iSNs funktionelle Eigenschaften von Neuronen, produzieren Serotonin und reagieren auf Antidepressiva in der Schale, was uns dabei helfen wird, die serotonerge Neurotransmission bei neuropsychiatrischen Erkrankungen genauer zu untersuchen.“

Weitere Autoren der Studie sind Jerome Mertens, Apua Paquola, Cedric Bardy, Xinyi Li, Roberto Jappelli, Lianna Fung, Carol Marchetto, Michael Hamm und Mark Gorris, alle vom Salk Institute; und Philipp Koch von der Universität Bonn in Deutschland.

Diese Studie wurde vom unterstützt Schweizerischer Nationalfonds (SNF), der
Glenn Center for Aging Research, das FP7 Marie Curie, Lynn und Edward Streim, die Robert and Mary Jane Engman Foundation, die JPB-Stiftungund der Leona M. und Harry B. Helmsley Charitable Trust.