Ny metod avslöjar hur hjärnan och innerörat bildas

– Vår studie visar hur olika celltyper uppstår från stamceller i embryot och hur de sedan organiseras för att skapa viktiga strukturer i hjärnan. Man kan säga att vi har skapat ett släktträd för cellerna i nervsystemet och innerörat, förklarar Emma Andersson, docent vid institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska Institutet.

Ersätta skadade celler

Forskarna använde en teknik där de injicerade en speciell typ av virus i embryonala stamceller från möss vid en tidig utvecklingsfas. Viruset innehöll en genetisk ”streckkod” som integrerades i stamcellernas DNA och sedan följd med när cellerna delade sig. Genom att följa denna kod kunde forskarna spåra hur cellerna utvecklas till olika typer av nervceller och celler i innerörat.

Bildtext till inneröra: Överst en tät massa av celler (blå) i anslutning till hörselorganet. Sedan följer hörselorganet: en rad inre hårceller (blå, runda) omsluten av stödjeceller (lila och gröna diffusa fyrkanter), sedan tre rader hårceller (stora, blå, runda), och så en till rad stödjeceller (mindre blå, runda, inuti fyrkanter). Längst ned en tät massa av celler i anslutning till hörselorganet (inringade av grönt). I studien har forskarna analyserat hur dessa celler utvecklas och hur de är besläktade med varandra, med målet att i framtiden kunna regenerera hårceller och återskapa hörsel.

Resultaten visade att cellerna i innerörat, som är avgörande för hörseln, utvecklas från två huvudtyper av stamceller. Kunskapen kan leda till nya behandlingar för hörselnedsättningar.

– Att kunna spåra cellernas ursprung och utveckling ger oss en unik möjlighet att förstå de grundläggande mekanismerna bakom hörselnedsättningar. Det kan hjälpa oss att hitta nya sätt att reparera eller ersätta skadade celler i innerörat, säger Emma Andersson.

Utforska hela nervsystemet

Forskargruppen planerar nu att använda metoden för att studera andra delar av nervsystemet, men också resten av kroppens utvecklande. De hoppas att deras arbete ska leda till nya sikter och behandlingar för olika genetiska och utvecklingsrelaterade sjukdomar.

– Vi är bara i början av att förstå de komplexa processerna bakom nervsystemets utveckling. Vår metod öppnar upp för många spännande möjligheter att utforska hur nervsystemet och resten av kroppens form under embryonala utvecklingen. Dessutom kan tekniken minska antalet möjliga som används i forskningen, avslutar Emma Andersson.

Emma Andersson har låtit studera tillsammans med Jingyan He, postdoktor, och Sandra de Haan, tidigare doktorand i Emma Anderssons forskargrupp. Forskningen finansierades av Karolinska Institutet, Europeiska unionen, Erling-Perssons Stiftelse, Vetenskapsrådet, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Hörselforskningsfonden, Horizon Europe och Wallenberg Bioinformatics Support. Medförfattaren Jonas Frisén är konsult för 10x Genomics. Inga andra intressekonflikter uppges.

Publikation: ”Ectoderm barcoding reveals neural and cochlear compartmentalization” Sandra de Haan, Jingyan He, Agustin A. Corbat, Lenka Belicova, Michael Ratz, Elin Vinsland, Jonas Frisén, Matthew W. Kelley, Emma R. Andersson, Science , online 3 april 2025/science

Källa: Karolinska Institutet.