Scientists have developed the first patient-derived stem cell მოდელი of albinism. The model will help studying eye conditions related to oculocutaneous albinism (OCA).
Sდროული უჯრედები არიან არასპეციალიზებულები. მათ არ შეუძლიათ სხეულში რაიმე კონკრეტული ფუნქციის შესრულება, მაგრამ მათ შეუძლიათ დაყოფა და განახლება დიდი ხნის განმავლობაში და აქვთ პოტენციალი გახდნენ სპეციალიზებული და გადაიზარდონ სხეულში სხვადასხვა ტიპებად, როგორიცაა კუნთოვანი უჯრედები, სისხლის უჯრედები, ტვინის უჯრედები და ა.შ.
Stem cells are present in our bodies at all stages of life, from ემბრიონი to adulthood. Embryonic stem cells (ESCs) or fetal ღეროვანი უჯრედების ჩანს ადრეულ სტადიაზე, ხოლო ზრდასრული ღეროვანი უჯრედები, რომლებიც ორგანიზმის აღდგენის სისტემას ემსახურებიან, ზრდასრულ ასაკში.
Stem cells can be grouped into four: embryonic stem cells (ESCs), adult stem cells, კიბოს 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.
ინდუცირებული პლურიპოტენტური ღეროვანი უჯრედები (iPSCs) მიღებულია ზრდასრული სომატური უჯრედებიდან. მათი პლურიპოტენცია ხელოვნურად არის გამოწვეული ლაბორატორიაში სომატური უჯრედების რეპროგრამით გენების და სხვა ფაქტორების მეშვეობით. iPSCs ჰგავს ემბრიონის ღეროვან უჯრედებს პროლიფერაციაში და დიფერენციაციაში. პირველი iPSC შეიქმნა თაგვის ფიბრობლასტებისგან Yamanaka-ს მიერ 2006 წელს. მას შემდეგ, რამდენიმე ადამიანის iPSC შეიქმნა პაციენტის სპეციფიკური ნიმუშებიდან. ვინაიდან პაციენტის გენეტიკა აისახება iPSC-ების გენეტიკაში, ეს რეპროგრამირებული სომატური უჯრედები გამოიყენება გენეტიკური დაავადებების მოდელირებისთვის და რევოლუცია მოახდინა ადამიანის გენეტიკური დარღვევების შესწავლაში.
მოდელი არის ცხოველი ან უჯრედები, რომლებიც აჩვენებენ ფაქტობრივ დაავადებაში დაფიქსირებულ ყველა ან ზოგიერთ პათოლოგიურ პროცესს. ექსპერიმენტული მოდელის არსებობა მნიშვნელოვანია უჯრედულ და მოლეკულურ დონეზე დაავადების განვითარების გასაგებად, რაც ხელს უწყობს მკურნალობის თერაპიების შემუშავებას. მოდელი გვეხმარება იმის გაგებაში, თუ როგორ ვითარდება დაავადება და ტესტირებაში პოტენციური მკურნალობის მიდგომები. მაგალითად, შეიძლება ეფექტური წამლის სამიზნეების იდენტიფიცირება მოდელის დახმარებით ან მცირე მოლეკულების სკრინინგით, რომლებსაც შეუძლიათ შეამცირონ დაავადების სიმძიმე და შეაჩერონ პროგრესირება. ცხოველთა მოდელები დიდი ხანია გამოიყენება, მაგრამ აქვთ რამდენიმე უარყოფითი მხარე. გარდა ამისა, ცხოველთა მოდელები შეუფერებელია გენეტიკური დარღვევებისთვის გენეტიკური განსხვავებების გამო. ახლა, ადამიანის ღეროვანი უჯრედები (ემბრიონული და ინდუცირებული პლურიპოტენტური) სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ადამიანის დაავადებების მოდელირებისთვის.
დაავადების მოდელირება ადამიანის iPSC-ების გამოყენებით წარმატებით განხორციელდა რამდენიმე ხნის განმავლობაში პირობები როგორიცაა გვერდითი სკლეროზი, სისხლის დარღვევები, დიაბეტი, ჰანტინგტონის დაავადება, ზურგის კუნთოვანი ატროფია და ა.შ. ადამიანის iPSC მოდელები of human neural diseases, congenital heart diseases and other genetic არეულობისs.
თუმცა, ალბინიზმის ადამიანის iPSC მოდელი ხელმისაწვდომი არ იყო 11 წლის 2022 იანვრამდე, როდესაც თვალის ეროვნული ინსტიტუტის (NEI) მეცნიერებმა, რომელიც ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტის (NIH) ნაწილია, განაცხადეს ადამიანის iPSC-ზე დაფუძნებული in vitro მოდელის შემუშავების შესახებ. ოკულოკუტანური ალბინიზმი (OCA)
Oculocutaneous albinism (OCA) is a გენეტიკური აშლილობა 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 ბადურის 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.
ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი წინგადადგმული ნაბიჯი თვალის კანქვეშა ალბინიზმის (OCA) დაკავშირებული პირობების მკურნალობის მიზნისკენ.
***
წყაროები:
- Avior, Y., Sagi, I. & Benvenisty, N. Pluripotent ღეროვანი უჯრედები დაავადების მოდელირებასა და წამლების აღმოჩენაში. Nat Rev Mol Cell Biol 17, 170–182 (2016). https://doi.org/10.1038/nrm.2015.27
- ჩემბერლენი ს., 2016. დაავადების მოდელირება ადამიანის iPSC-ების გამოყენებით. ადამიანის მოლეკულური გენეტიკა, ტომი 25, გამოცემა R2, 1 წლის 2016 ოქტომბერი, გვერდები R173–R181, https://doi.org/10.1093/hmg/ddw209
- Bai X., 2020. ღეროვან უჯრედებზე დაფუძნებული დაავადების მოდელირება და უჯრედული თერაპია. უჯრედები 2020, 9(10), 2193; https://doi.org/10.3390/cells9102193
- გიორგი ა. et al 2022. ოკულოკუტანური ალბინიზმის I და II ტიპის ინ ვიტრო დაავადების მოდელირება ადამიანის ინდუცირებული პლურიპოტენტური ღეროვანი უჯრედებიდან მიღებული ბადურის პიგმენტური ეპითელიუმის გამოყენებით (2022). ღეროვანი უჯრედების ანგარიშები. ტომი 17, გამოცემა 1, P173-186, 11 წლის 2022 იანვარი DOI: https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.11.016
***
