Sülze Gehirnen jahrhundertealte Geheimnisse von psychischen Erkrankungen

Unter den Aderlass Boxen sind Äther Inhalatoren, Känguru-Sehne Nähte und andere Artefakte im Indiana Medical History Museum in Indianapolis gespeichert Hunderte von abgewetzt bis canning-Gläser schmutzig gelben Flüssigkeit gefüllt und Stücke von menschlichen Gehirnen.

Bis Ende der 1960er Jahre wurde das Museum Departement Pathologie der Indiana Zentralkrankenhaus für die Insane. Die Bits des Gehirns in den Gefäßen wurden während Patienten Autopsien durchgeführt zwischen 1896 und 1938 gesammelt. Die meisten der Gläser saß auf einem Regal bis zum Sommer 2010, Indiana University School of Medicine Pathologen George Sandusky begann die Deckel abspringen.

Durch einen Mangel an Post-mortem Gehirn Spenden von Menschen mit psychischen Erkrankungen, Sandusky frustriert – Wer ist auf dem Board of Directors im Museum – nutzte die Gelegenheit, diese vernachlässigte Sammlung für Gene zu suchen, die zu psychischen Störungen beitragen.

Sandusky ist nicht allein. Mehrere Forschergruppen sind jetzt nach Wegen suchen, meine genetische und andere Informationen versteckt in alten, oft vergessenen Gewebe Archive – eine Handvoll davon finden Sie in den USA, zusammen mit vielen mehr in Europa. Einige technische Hürden im Weg stehen, aber wenn diese überwunden werden können, würde die Archive bieten mehrere Vorteile. Darüber hinaus liefern Gewebe, die nur schwer zu einem Zeitpunkt zu erwerben, wenn Autopsien auf dem absteigenden Ast sind, die Vintage Gehirne sind frei von modernen Psychopharmaka und sind oft gepaart mit detaillierte klinische Hinweise, mit denen Forscher genauere post-hoc-Diagnosen zu stellen.

"Es gibt wahrscheinlich eine ganze Reihe von diesen Sammlungen um das Land, das aus staatlichen Krankenhäusern, wuchs", sagt John Allman, Professor für Biologie am California Institute of Technology. "Es ist eine ungenutzte Ressource." "Wenn es wurden sorgfältig geplant und angemessen finanziert werden, könnte es durchaus eine wertvolle Sache geworden."

Celloidin Lösung

Etwa ein Dutzend Einrichtungen in den USA erhalten heute Post-mortem Gehirn Spenden von Menschen mit Schizophrenie; gemeinsam halten sie etwa 700 Gehirne nach Joel Kleinman, Chef der Sektion für Neuropathologie am National Institute of Mental Health (NIMH). Sein Institut Sammlung ist eine der größten, mit 232 Gehirne. Aber immer Zugriff auf diese modernen Proben ist nicht einfach für jedermann, sagt er. "Diese Institutionen sammelte sie mit großem Aufwand und werden nicht nur, sie aufzugeben."

Einige Forscher haben stattdessen viel älteren Gehirn Sammlungen, vor allem für anatomische Studien, wie z.B. Messung der relativen Größe der weißen und grauen Substanz oder zählen Neuronen erschlossen. Der National Museum of Health and Medicine in Silver Spring, Maryland, hält eine solche Sammlung von alten Gehirnen: Tausende von Jahrzehnte alten menschlichen Gehirn Exemplare, von denen viele ursprünglich aus Saint Elizabeth Krankenhaus, eine psychiatrische Einrichtung in Washington, D.C. stammt

Viele der Beispiele sind in Celloidin, eine harte, gummiartig und Leichtentzündlich Form von Zellulose erhalten. "Der Vorteil der Arbeit mit Celloidin, dass Gewebe Schrumpfung sehr gering ist, und Sie können [Gewebe- und] Strukturen sehr deutlich unter dem Mikroskop sehen", sagt Archie Fobbs, Manager der neuroanatomischen Sammlung im Museum.

Aber mit Celloidin bedeckten Proben für die genetische Analyse ist etwas schwieriger, wie Sandusky Team herausgefunden.

Ihre Kollektion besteht aus Gehirn, Herz, Leber und Milz Gewebe von ca. 1.400 Autopsien, die 95 davon "Dementia Praecox", eine antiquierte Diagnose Schizophrenie ähnlich beschriftet werden. Nach dem Tod, die meisten Patienten stellen integrierte Metall Eis übertragen wurden Truhen befindet sich im gesamten Gebäude, dann innerhalb von 24 Stunden obduziert.

Viele der Beispiele in Celloidin fixiert schweben auch im flüssigen Konservierungsstoff Formaldehyd oder Alkohol wahrscheinlich ist. Wenn man einen gallertartigen Klumpen aus dem Glas schöpfte und warf ihn gegen eine Wand, würde es wahrscheinlich wie ein Gummiball hüpfen, sagt Sandusky.

Im Sommer 2010 versucht, sein Team zu brechen das Konservierungsmittel mit mehreren verschiedenen chemischen Mixturen, aber ohne Erfolg. Frustriert sie das Studium auf Eis gelegt und die Proben auf Eis gelegt – oder vielmehr in einem Tank von flüssigem Stickstoff bei –180 Grad Celsius gekühlt.

Aber neun Monate später, im Sommer 2011 die Forscher beschlossen, einen Stich in die Analyse nehmen. Wenn sie die Proben abgerufen, hatte das Celloidin in kleinen Perlen unterteilt. Nach ein paar chemische Wäschen extrahiert die Forscher jedoch erfolgreich DNA aus dem Gewebe.

Sandusky weiß nicht genau, warum die Methode funktioniert hat, und es bisher keine Peer-review. Aber die DNA ist von hoher Qualität, sagt er: "Ich war total, völlig schockiert."

Wenn durch unabhängige Gruppen überprüft, würde Sandusky Technik nützlich, da viele alte Exemplare, vom Gehirn zu Tumoren, Tiere, erhalten bleiben, in Celloidin, nach Mary Herman, eine Neuropathologist bei NIMH die Gehirne seit 1962 geprüft hat. In den 1970er Jahren wechselte die meisten Forscher zu Paraffinwachs, weil Celloidin die Entflammbarkeit es etwas gefährlich macht, mit zu arbeiten.

Die Nützlichkeit von Celloidin-eingehüllte Gehirn "hängt wie gut haben sie gepflegt und bewahrt. Einige Wartungsarbeiten erforderlich ist", sagt Herman. Formaldehyd kann zum Beispiel mit Bakterien verunreinigt sein. "Die Qualität der DNA in alten Celloidin Proben erfordern sorgfältigen Auswertung."

Diagnostischen dilemma

Als Nachweis der Grundsatz ist Sandusky zunächst die DNA für eine Handvoll genetische Störungen screening, die Forscher bereits mit Schizophrenie in Blut Studien verknüpft haben. Die Suche nach den genetischen Schuldigen der Geisteskrankheit hat bisher nicht schlüssig und enttäuschend, drängen Forscher zu sammeln so viele Daten wie möglich, das ist ein Grund, die alten übersehen Gehirn Sammlungen so wertvoll sind. Er plant auch, RNA, suchen, die entsteht, wenn Gene eingeschaltet sind. Während DNA Analyse genetische Mutationen, die in das Genom eines Menschen geschrieben zeigt, verglichen RNA-Analyse zeigt, welche Gene aktiv überexprimiert oder underexpressed sind, mit der allgemeinen Bevölkerung.

Mehrere andere Experten sind jedoch skeptisch, dass Sandusky RNA extrahieren kann. die fragile Molekül verschlechtert sich schneller als DNA tut. "Wenn DNA ist wie ein Fels zu halten, ist RNA wie hält eine Glas Weine", sagt Carlo Colantuoni, ein Ermittler Lieber Institut für die Entwicklung des Gehirns in Baltimore.

Die DNA auf seine eigene, interessant sein könnte obwohl. Forscher lernen, dass ein Individuum DNA nicht immer das gleiche in Blut und Gehirnzellen ist. Zum Beispiel, manchmal große genomische Deletionen und Duplikationen — Kopie Nummer Variationen oder CNV genannt — nach der Empfängnis in bestimmten Geweben auftauchen. Francine Benes, Direktor des Harvard Brain Tissue Resource Center, sagt, dass sie interessante CNV Unterschiede von einer Gehirnregion zum anderen 20-Year-Old Schizophrenie Gehirn in Paraffin Wachs konserviert gefunden hat. Diese Unterschiede könnten atypische Hirnentwicklung widerspiegeln, die zur Schizophrenie beitragen könnten.

Auf der einen Seite sind alte klinische Diagnosen nicht mit moderneren, ausgerichtet die Daten aus alten und neuen Gehirn, laut einigen Experten vergleichen erschweren könnte. Auf der anderen Seite, sind Jahrhunderte alte klinische Aufzeichnungen oft viel aussagekräftiger als modernere. In den frühen 1900er Jahren wurden Patienten oft beschränkt sich auf Institutionen und viel genauer als Patienten heute, die Psychiater die Chance sind, intime Details aufzeichnen verfolgt. "Z. B. einen Datensatz beschreibt eine Patientin, die im Laufe von ein paar Wochen, alle Fasern in einem Besen, aß" Sandusky sagt.

"Einige der alten Fälle in Bezug auf Qualität, sehr gut", sagt Manuel Graeber, Vorsitzender des Tumors Hirnforschung an der Universität von Sydney. Im Jahr 1997 fand er Dias von 94-j hrige Hirngewebe aus der ersten beschriebenen Alzheimer Patienten, die versteckt in einem Keller an der Universität München. Sein Team bestätigt die verräterischen Plaques und Tangles der Krankheit und lief DNA-Tests auf das Gewebe. "Das waren sorgfältige Wissenschaftler. "Es ist inspirierend."

Wenn die Pathologie des Indiana Asyl im Jahr 1896 eröffnete lief die Indianapolis Sentinel Zeitung eine Ankündigung. Darin, ein Arzt vor Ort beschrieb den Zweck des Labors: ", einen klarer Einblick in Krankheiten des Geistes, die in der Heilung von einer viel größeren Prozent der Fälle führen müssen, als es jetzt möglich ist." Dieses Ziel ist jedenfalls perfekt erhalten geblieben.

Dieser Artikel erschien zuerst auf Scientific American. © 2011 ScientificAmerican.com. Alle Rechte vorbehalten. Wissenschaftlichen Amerikaner auf Twitter folgen @SciAm und @SciamBlogs. Besuchen Sie ScientificAmerican.com für die neuesten Nachrichten Wissenschaft, Gesundheit und Technik.