Scientists have developed the first patient-derived stem cell модел of albinism. The model will help studying eye conditions related to oculocutaneous albinism (OCA).
Sтем клетки се неспецијализирани. Тие не можат да вршат некоја специфична функција во телото, но можат да се поделат и да се обновуваат долго време и да имаат потенцијал да станат специјализирани и да се развијат во многу различни типови во телото како што се мускулните клетки, крвните клетки, мозочните клетки итн.
Stem cells are present in our bodies at all stages of life, from ембрион to adulthood. Embryonic stem cells (ESCs) or fetal матични клетки се гледаат во најраната фаза, додека возрасните матични клетки кои служат како систем за поправка на телото се гледаат во зрелоста.
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.
Индуцираните плурипотентни матични клетки (iPSCs) се добиени од возрасни соматски клетки. Нивната плурипотенција е вештачки индуцирана во лабораторија со репрограмирање на соматските клетки преку гени и други фактори. iPSCs се како ембрионски матични клетки во пролиферација и диференцијација. Првиот iPSC беше развиен од фибробласти на глувци од Јаманака во 2006 година. Оттогаш, неколку човечки iPSC беа развиени од примероци специфични за пациентите. Бидејќи генетиката на пациентот се рефлектира во генетиката на iPSCs, овие репрограмирани соматски клетки се користат за моделирање на генетски болести и направија револуција во проучувањето на човечките генетски нарушувања.
Модел е животно или клетки кои ги прикажуваат сите или некои од патолошките процеси забележани во вистинска болест. Достапноста на експериментален модел е важна за разбирање на развојот на болеста на клеточно и молекуларно ниво што помага во развојот на терапии за лекување. Моделот помага да се разбере како се развива болеста и да се тестираат потенцијалните пристапи за третман. На пример, може да се идентификуваат ефективни цели на лекови со помош на модел или преглед на мали молекули кои би можеле да ја намалат сериозноста и да ја запрат прогресијата на болеста. Животинските модели долго време се користат, но имаат неколку недостатоци. Понатаму, животинските модели се несоодветни за генетски нарушувања поради генетски разлики. Сега, човечките матични клетки (ембрионални и индуцирани плурипотентни) се повеќе се користат за моделирање на човечки болести.
Моделирањето на болеста со помош на човечки iPSC е успешно направено веќе неколку услови како што се латерална склероза, крвни нарушувања, дијабетес, Хантингтонова болест, спинална мускулна атрофија итн. Има добар број на човечки модели iPSC of human neural diseases, congenital heart diseases and other genetic нарушувањеs.
Сепак, човечкиот iPSC модел на албинизам не беше достапен до 11 јануари 2022 година кога научниците од Националниот институт за очи (NEI) кој е дел од Националниот институт за здравје (NIH) објавија развој на човечки in vitro модел базиран на iPSC за окулокутан албинизам (OCA)
Oculocutaneous albinism (OCA) is a генетско нарушување 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 мрежницата 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.
Ова е многу значаен чекор напред кон целта за третман на состојби поврзани со окулокутаниот албинизам (OCA).
***
Референци:
- Avior, Y., Sagi, I. & Benvenisty, N. Плурипотентни матични клетки во моделирање на болести и откривање лекови. Nat Rev Mol Cell Biol 17, 170-182 (2016). https://doi.org/10.1038/nrm.2015.27
- Чемберлен С., 2016. Моделирање на болеста со користење на човечки iPSC. Човечка молекуларна генетика, том 25, издание R2, 1 октомври 2016 година, страници R173–R181, https://doi.org/10.1093/hmg/ddw209
- Bai X., 2020. Моделирање на болести базирани на матични клетки и клеточна терапија. Cells 2020, 9 (10), 2193; https://doi.org/10.3390/cells9102193
- Џорџ А., и сор 2022. Ин витро моделирање на болеста на окулокутаниот албинизам тип I и II со употреба на човечко индуциран плурипотентен ретинален пигментен епител добиен од матични клетки (2022). Извештаи за матични клетки. Том 17, број 1, P173-186, 11 јануари 2022 година DOI: https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.11.016
***
