Нервно-мышечное соединение, где встречаются нервы и мышечные волокна, является важным синапсом для сокращения и движения мышц. Неправильная работа этих соединений может привести к развитию прогрессирующих нервно-мышечных заболеваний, некоторые из которых не поддаются эффективному лечению (например, болезнь Лу Герига). Теперь исследователи, финансируемые NIBIB, нашли способ смоделировать нервно-мышечное соединение человека, выращивая эти синапсы в лаборатории, что может ускорить новые методы лечения нервно-мышечных заболеваний.
«Традиционно исследования нервно-мышечных соединений основываются на моделях мелких животных, но человеческий синапс имеет ключевые отличия, что в конечном итоге ограничивает полезность исследований на животных», — сказал Дэвид Рампулла, доктор философии, директор отдела Discovery Science & Technology в НИБИБ. «Здесь авторы исследования разработали метод оценки нервно-мышечного соединения с использованием трехмерных моделей тканей человека , что позволяет более точно представить заболевание человека».
Нервно-мышечное соединение в основном состоит из двух различных типов клеток : клеток скелетных мышц и типа нервных клеток, называемых двигательными нейронами . Мотонейроны покрыты ионными каналами , которые открываются в ответ на электрические сигналы головного мозга. Как только эти ионные каналы открываются, серия каскадных реакций позволяет сигналу достигать клеток скелетных мышц, что в конечном итоге приводит к мышечному сокращению. Таким образом, для создания 3D- моделинервно-мышечного соединения человека, исследователи должны были получить и вырастить оба этих типа клеток. Они добились этого либо с помощью биопсии мышц донора, из которой были выделены мышечные клетки и генетически получены нейронные клетки, либо с помощью человеческих стволовых клеток, которые были генетически модифицированы для получения обоих типов клеток.
