Sut Mae Arloesi Bôn-gelloedd Wedi Ymchwil Niwrowyddoniaeth Uwch

Un o'r ffactorau gatio wrth astudio'r ymennydd dynol yw'r gallu i gynnal ymchwil ar feinwe ymennydd dynol sy'n gweithredu mewn gwirionedd. O ganlyniad, cynhelir llawer o astudiaethau gwyddonol ar gnofilod fel dirprwy mamalaidd. Yr anfantais i'r dull hwn yw bod ymennydd cnofilod yn wahanol o ran strwythur a swyddogaeth. Yn ôl Johns Hopkins, yn strwythurol, mae'r ymennydd dynol oddeutu 30 y cant o niwronau a 70 y cant glia, tra bod gan ymennydd y llygoden y gymhareb gyferbyn [1]. Darganfu ymchwilwyr MIT fod dendrites niwronau dynol yn cario signalau trydanol yn wahanol na niwronau cnofilod [2]. Dewis arall arloesol yw tyfu meinwe ymennydd dynol gan ddefnyddio technoleg bôn-gelloedd.

Mae bôn-gelloedd yn gelloedd amhenodol sy'n arwain at gelloedd gwahaniaethol. Mae'n ddarganfyddiad cymharol ddiweddar sy'n dyddio'n ôl i'r 80au. Darganfuwyd bôn-gelloedd embryonig gyntaf ym 1981 gan Syr Martin Evans o Brifysgol Caerdydd, y DU, yna ym Mhrifysgol Caergrawnt, Awdur Llawryfog Nobel mewn meddygaeth yn 2007 [3].

Ym 1998, tyfwyd bôn-gelloedd embryonig dynol ynysig mewn labordy gan James Thomson o Brifysgol Wisconsin ym Madison a John Gearhart o Brifysgol Johns Hopkins yn Baltimore [4].

Wyth mlynedd yn ddiweddarach, darganfu Shinya Yamanaka o Brifysgol Kyoto yn Japan ddull i drawsnewid celloedd croen llygod i fôn-gelloedd amlbwrpas gan ddefnyddio firws i gyflwyno pedwar genyn [5]. Mae gan fôn-gelloedd amlbwrpas y gallu i ddatblygu'n fathau eraill o gelloedd. Enillodd Yamanaka, ynghyd â John B. Gurdon, y Wobr Nobel mewn Ffisioleg neu Feddygaeth 2012 am ddarganfod y gellir ailraglennu celloedd aeddfed i ddod yn amlbwrpas [6]. Gelwir y cysyniad hwn yn fôn-gelloedd amlbwrpas, neu iPSCs.

Yn 2013, datblygodd tîm ymchwil Ewropeaidd o wyddonwyr, dan arweiniad Madeline Lancaster a Juergen Knoblich, organoid cerebral tri dimensiwn (3D) gan ddefnyddio bôn-gelloedd amlbwrpas dynol a “dyfodd i oddeutu pedair milimetr o faint ac a allai oroesi cyhyd â 10 mis . [7]. ” Roedd hwn yn ddatblygiad mawr wrth i fodelau niwronau blaenorol gael eu diwyllio mewn 2D.

Yn fwy diweddar, ym mis Hydref 2018, tyfodd tîm o wyddonwyr dan arweiniad Tufts fodel 3D o feinwe ymennydd dynol a oedd yn arddangos gweithgaredd niwral digymell am o leiaf naw mis. Cyhoeddwyd yr astudiaeth ym mis Hydref 2018 yn ACS Biomaterials Science & Engineering, cyfnodolyn Cymdeithas Cemegol America [8].

O'r darganfyddiad cychwynnol o fôn-gelloedd mewn llygod i fodelau tyfu rhwydweithiau niwral dynol 3D o fôn-gelloedd amlbwrpas mewn llai na 40 mlynedd, mae cyflymder y cynnydd gwyddonol wedi bod yn esbonyddol. Efallai y bydd y modelau meinwe ymennydd dynol 3D hyn yn helpu i ddatblygu ymchwil wrth ddarganfod triniaethau newydd ar gyfer Alzheimer, Parkinson's, Huntington's, nychdod cyhyrol, epilepsi, sglerosis ochrol amyotroffig (a elwir hefyd yn ALS neu glefyd Lou Gehrig), a llawer o afiechydon ac anhwylderau eraill yr ymennydd. Mae'r offer y mae niwrowyddoniaeth yn eu defnyddio ar gyfer ymchwil yn esblygu mewn soffistigedigrwydd, ac mae bôn-gelloedd yn chwarae rhan bwysig wrth gyflymu cynnydd er budd dynoliaeth.

Hawlfraint © 2018 Cami Rosso Cedwir pob hawl.

2. Rosso, Cami. “Pam fod yr Ymennydd Dynol yn Arddangos Cudd-wybodaeth Uwch?” Seicoleg Heddiw. Hydref 19, 2018.

3. Prifysgol Caerdydd. “Syr Martin Evans, Gwobr Nobel mewn Meddygaeth.” Adalwyd 23 Hydref 2018 o http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Golygfeydd y Galon. “Llinell Amser Bôn-gelloedd.” 2015 Ebrill-Mehefin. Adalwyd ar 10-23-2018 o https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. “Sut y newidiodd celloedd iPS y byd.” Natur. 15 Mehefin 2016.

6. Y Wobr Nobel (2012-10-08). “Gwobr Nobel mewn Ffisioleg neu Feddygaeth 2012 [Datganiad i'r wasg]. Adalwyd 23 Hydref 2018 o https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. “Mae gwyddonwyr yn Tyfu Meinweoedd Ymennydd Dynol 3-D.” Adolygiad Technoleg MIT. Awst 28, 2013.

1. Treganna, William L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; Hunter, Martin; Tang-Schomer, Min D .; Tesco, Giuseppina; Kaplan, David L. ” Modelau Rhwydwaith Niwclear Dynol 3D Gweithredol a Chynaliadwy o Bôn-gelloedd Plwripotent. "ACS Biomaterials Science & Engineering, cyfnodolyn Cymdeithas Cemegol America. Hydref 1, 2018.