Scientists have developed the first patient-derived stem cell мадэль of albinism. The model will help studying eye conditions related to oculocutaneous albinism (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 эмбрыён to adulthood. Embryonic stem cells (ESCs) or fetal Ствалавыя клеткі выяўляюцца на самай ранняй стадыі, у той час як дарослыя ствалавыя клеткі, якія служаць сістэмай аднаўлення арганізма, выяўляюцца ў сталым узросце.
Stem cells can be grouped into four: embryonic stem cells (ESCs), adult stem cells, рак stem cells (CSCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs). Embryonic stem cells (ESCs) are derived from inner mass cells of the blastocyst-stage of mammalian embryo that are three to five days old. They can self-renew indefinitely and differentiate into cell types of all three germ layers. On the other hand, adult stem cells serve as a repair system to maintain cell homeostasis in tissues. They can replace dead or injured cells but have limited proliferation and differentiation potential in comparison with ESCs. Cancer stem cells (CSCs) arise from normal stem cells that undergo gene mutations. They initiate tumours forming a large colony or clones. Cancer stem cells play important roles in malignant tumours hence targeting them could provide a way to treat cancers.
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 of human neural diseases, congenital heart diseases and other genetic засмучэннеs.
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)
Oculocutaneous albinism (OCA) is a генетычнае парушэнне affecting pigmentation in the eye, skin, and hair. The patients suffer eye problems like reduced best-corrected visual acuity, reduced ocular pigmentation, abnormalities in fovea development, and/or abnormal crossing of optic nerve fibres. It is thought that improving eye pigmentation could prevent or rescue some of the vision defects.
The researchers developed an in-vitro model for studying pigmentation defects in human retinal pigment epithelium (RPE) and showed that the сятчаткі pigment epithelium tissue derived in vitro from patients recapitulates the pigmentation defects seen in albinism. This is very interesting in view of the fact that animal models of albinism are unsuitable and there is limited human cell lines to study melanogenesis and pigmentation defects. The patient-derived OCA1A- and OCA2-iPSCs developed in this study can be a renewable and reproducible source of cells for the production of target cell and/or tissue types. In vitro derived OCA tissues and OCA-iRPE will allow deeper understanding of how melanin formation takes place and identify molecules involved in pigmentation defects, and further probe for molecular and/or physiologic differences.
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
***
