Навукоўцы распрацавалі першую мадэль альбінізму з ствалавых клетак, атрыманую пацыентам. Мадэль дапаможа вывучыць захворванні вачэй, звязаныя з вокаскурным альбінізмам (OCA).
Sтэм клеткі з'яўляюцца неспецыялізаванымі. Яны не могуць выконваць якую-небудзь спецыфічную функцыю ў арганізме, але яны могуць дзяліцца і абнаўляцца на працягу доўгага часу і маюць патэнцыял, каб стаць спецыялізаванымі і ператварыцца ў мноства розных тыпаў у арганізме, такіх як цягліцавыя клеткі, клеткі крыві, клеткі мозгу і г.д.
Stem cells are present in our bodies at all stages of life, from embryo to adulthood. Embryonic stem cells (ESCs) or fetal Ствалавыя клеткі are seen in the earliest stage while adult stem cells which serve as a repair system for the body are seen in adulthood.
Ствалавыя клеткі можна аб'яднаць у чатыры групы: эмбрыянальныя ствалавыя клеткі (ЭСК), дарослыя ствалавыя клеткі, ракавыя ствалавыя клеткі (РСК) і індукаваныя плюрыпатэнтныя ствалавыя клеткі (ІПСК). Эмбрыянальныя ствалавыя клеткі (ЭСК) атрымліваюць з клетак унутранай масы бластацысты эмбрыёна млекакормячых, якім ад трох да пяці дзён. Яны могуць бясконца самаабнаўляцца і дыферэнцавацца на тыпы клетак усіх трох зародкавых лісткоў. З іншага боку, дарослыя ствалавыя клеткі служаць сістэмай аднаўлення для падтрымання клеткавага гамеастазу ў тканінах. Яны могуць замяніць мёртвыя або пашкоджаныя клеткі, але маюць абмежаваны патэнцыял праліферацыі і дыферэнцыявання ў параўнанні з ЭСК. Ракавыя ствалавыя клеткі (РСК) узнікаюць з нармальных ствалавых клетак, якія падвяргаюцца генным мутацыям. Яны ініцыююць пухліны, якія ўтвараюць вялікую калонію або клоны. Ракавыя ствалавыя клеткі гуляюць важную ролю ў злаякасных пухлінах, такім чынам, нацэльванне на іх можа стаць спосабам лячэння рака.
Індукаваныя плюрыпатэнтныя ствалавыя клеткі (iPSCs) атрымліваюць з дарослых саматычных клетак. Іх плюрыпатэнтнасць штучна індукуецца ў лабараторыі шляхам перапраграмавання саматычных клетак з дапамогай генаў і іншых фактараў. iPSCs падобныя на эмбрыянальныя ствалавыя клеткі ў праліферацыі і дыферэнцыявання. Першы iPSC быў распрацаваны з мышыных фібрабластаў Яманака ў 2006 годзе. З тых часоў некалькі чалавечых iPSC былі распрацаваны з узораў для канкрэтных пацыентаў. Паколькі генетыка пацыента адлюстроўваецца ў генетыцы iPSC, гэтыя перапраграмаваныя саматычныя клеткі выкарыстоўваюцца для мадэлявання генетычных захворванняў і зрабілі рэвалюцыю ў вывучэнні генетычных парушэнняў чалавека.
Мадэль - гэта жывёла або клеткі, якія адлюстроўваюць усе або некаторыя паталагічныя працэсы, якія назіраюцца пры рэальным захворванні. Наяўнасць эксперыментальнай мадэлі важная для разумення развіцця захворвання на клеткавым і малекулярным узроўнях, што дапамагае ў распрацоўцы метадаў лячэння. Мадэль дапамагае зразумець, як развіваецца хвароба, і праверыць магчымыя падыходы да лячэння. Напрыклад, можна вызначыць эфектыўныя мішэні для лекаў з дапамогай мадэлі або экрана невялікіх малекул, якія маглі б паменшыць цяжар і спыніць прагрэсаванне захворвання. Мадэлі жывёл выкарыстоўваюцца даўно, але маюць некалькі недахопаў. Акрамя таго, мадэлі жывёл непрыдатныя для генетычных парушэнняў з-за генетычнага адрознення. Цяпер ствалавыя клеткі чалавека (эмбрыянальныя і індукаваныя плюрыпатэнтныя) усё часцей выкарыстоўваюцца для мадэлявання захворванняў чалавека.
Мадэляванне захворванняў з дапамогай чалавечых ИПСК паспяхова праводзілася на працягу некалькіх ўмовы такіх як бакавы склероз, захворванні крыві, дыябет, хвароба Хантынгтана, спінальная мышачная атрафія і г.д. мадэлі IPSC чалавека нервовых захворванняў чалавека, прыроджаных парокаў сэрца і іншых генетычных парушэнняў.
Аднак мадэль iPSC чалавека альбінізму не была даступная да 11 студзеня 2022 года, калі навукоўцы з Нацыянальнага інстытута вачэй (NEI), які ўваходзіць у склад Нацыянальнага інстытута здароўя (NIH), паведамілі аб распрацоўцы чалавечай мадэлі iPSC in vitro для вокакожны альбінізм (OCA)
Вокакожны альбінізм (ОСА) - гэта генетычнае захворванне, якое ўплывае на пігментацыю вачэй, скуры і валасоў. Пацыенты пакутуюць праблемамі з вачыма, такімі як зніжэнне вастрыні зроку, якая лепш карэктуецца, зніжэнне пігментацыі вачэй, анамаліі развіцця ямкі і / або анамальнае перасячэнне валокнаў глядзельнага нерва. Лічыцца, што паляпшэнне пігментацыі вачэй можа прадухіліць або выратаваць некаторыя дэфекты зроку.
Даследчыкі распрацавалі мадэль in vitro для вывучэння дэфектаў пігментацыі ў пігментным эпітэліі сятчаткі чалавека (RPE) і паказалі, што тканіна пігментнага эпітэлія сятчаткі, атрыманая ў прабірцы ад пацыентаў, рэкапітулюе дэфекты пігментацыі, якія назіраюцца пры альбінізме. Гэта вельмі цікава з улікам таго факту, што жывёльныя мадэлі альбінізму непрыдатныя, а клетачныя лініі чалавека абмежаваныя для вывучэння меланагенезу і дэфектаў пігментацыі. Атрыманыя пацыентамі OCA1A- і OCA2-iPSC, распрацаваныя ў гэтым даследаванні, могуць быць аднаўляльнай і прайграванай крыніцай клетак для вытворчасці клетак-мішэняў і / або тыпаў тканін. Тканіны OCA, атрыманыя in vitro, і OCA-iRPE дазволяць больш глыбока зразумець, як адбываецца адукацыя меланіну, і ідэнтыфікаваць малекулы, якія ўдзельнічаюць у дэфектах пігментацыі, а таксама даследаваць малекулярныя і/або фізіялагічныя адрозненні.
Гэта вельмі значны крок наперад да мэты лячэння захворванняў, звязаных з вокакожным альбінізмам (OCA).
***
Спасылкі:
- Avior, Y., Sagi, I. & Benvenisty, N. Плюрыпатэнтныя ствалавыя клеткі ў мадэляванні захворванняў і адкрыцці лекаў. Nat Rev Mol Cell Biol 17, 170–182 (2016). https://doi.org/10.1038/nrm.2015.27
- Чэмберлен С., 2016. Мадэляванне захворвання з дапамогай чалавечых ИПСК. Малекулярная генетыка чалавека, том 25, выпуск R2, 1 кастрычніка 2016 г., старонкі R173–R181, https://doi.org/10.1093/hmg/ddw209
- Bai X., 2020. Мадэляванне захворванняў на аснове ствалавых клетак і клеткавая тэрапія. Ячэйкі 2020, 9(10), 2193; https://doi.org/10.3390/cells9102193
- Джордж А., і інш 2022. Мадэляванне захворвання ў прабірцы вокакожнага альбінізму тыпу I і II з выкарыстаннем індукаванага люрыпатэнтным ствалавых клетак пігментнага эпітэлія сятчаткі (2022). Справаздачы аб ствалавых клетках. Том 17, выпуск 1, P173-186, 11 студзеня 2022 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.11.016
***
