Scientists have developed the first patient-derived stem cell مدل of albinism. The model will help studying eye conditions related to oculocutaneous albinism (OCA).
Sسلول های موقت غیر تخصصی هستند آنها نمی توانند عملکرد خاصی را در بدن انجام دهند اما می توانند خود را در مدت طولانی تقسیم کرده و تجدید کنند و پتانسیل تخصصی شدن را دارند و به انواع مختلف در بدن مانند سلول های عضلانی، سلول های خونی، سلول های مغزی و غیره تبدیل می شوند.
Stem cells are present in our bodies at all stages of life, from جنین to adulthood. Embryonic stem cells (ESCs) or fetal سلول های بنیادی در مراحل اولیه دیده می شوند در حالی که سلول های بنیادی بالغ که به عنوان یک سیستم ترمیم کننده بدن عمل می کنند در بزرگسالی دیده می شوند.
Stem cells can be grouped into four: embryonic stem cells (ESCs), adult stem cells, سرطان 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.
سلول های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) از سلول های سوماتیک بالغ مشتق می شوند. پرتوانی آنها به طور مصنوعی در آزمایشگاه با برنامه ریزی مجدد سلول های سوماتیک از طریق ژن ها و عوامل دیگر القا می شود. iPSCها مانند سلول های بنیادی جنینی در تکثیر و تمایز هستند. اولین iPSC از فیبروبلاست های موش توسط Yamanaka در سال 2006 ساخته شد. از آن زمان، چندین iPSC انسانی از نمونه های خاص بیمار ساخته شده است. از آنجایی که ژنتیک بیمار در ژنتیک iPSC ها منعکس می شود، این سلول های سوماتیکی برنامه ریزی شده مجدد برای مدل سازی بیماری های ژنتیکی استفاده می شود و تحولی در مطالعه اختلالات ژنتیکی انسان ایجاد کرده است.
مدل یک حیوان یا سلول است که تمام یا برخی از فرآیندهای پاتولوژیک مشاهده شده در یک بیماری واقعی را نشان می دهد. در دسترس بودن یک مدل تجربی برای درک پیشرفت بیماری در سطوح سلولی و مولکولی مهم است که به توسعه روش‌های درمانی برای درمان کمک می‌کند. یک مدل به درک چگونگی توسعه بیماری و آزمایش رویکردهای درمانی بالقوه کمک می کند. به عنوان مثال، می توان با کمک یک مدل یا غربالگری مولکول های کوچکی که می تواند شدت بیماری را کاهش داده و پیشرفت بیماری را متوقف کند، اهداف دارویی موثر را شناسایی کرد. مدل‌های حیوانی مدت‌هاست مورد استفاده قرار می‌گیرند اما دارای معایب متعددی هستند. علاوه بر این، مدل های حیوانی به دلیل تفاوت های ژنتیکی برای اختلالات ژنتیکی نامناسب هستند. در حال حاضر، سلول های بنیادی انسانی (پرتوان جنینی و القایی) به طور فزاینده ای برای مدل سازی بیماری های انسانی مورد استفاده قرار می گیرند.
مدل سازی بیماری با استفاده از iPSCهای انسانی برای چندین مورد با موفقیت انجام شده است شرایط مانند اسکلروز جانبی، اختلالات خونی، دیابت، بیماری هانتینگتون، آتروفی عضلانی نخاعی و غیره. مدل های iPSC انسانی of human neural diseases, congenital heart diseases and other genetic اختلالs.
با این حال، مدل iPSC انسانی آلبینیسم تا 11 ژانویه 2022 در دسترس نبود، زمانی که دانشمندان موسسه ملی چشم (NEI) که بخشی از موسسه ملی بهداشت (NIH) است، توسعه یک مدل آزمایشگاهی مبتنی بر iPSC انسانی را گزارش کردند. آلبینیسم چشمی (OCA)
Oculocutaneous albinism (OCA) is a اختلال ژنتیکی 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 شبکیه 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.
این یک گام بسیار مهم رو به جلو به سمت هدف درمان بیماری های مرتبط با آلبینیسم چشمی (OCA) است.
***
منابع:
- Avior, Y., Sagi, I. & Benvenisty, N. سلول های بنیادی پرتوان در مدل سازی بیماری و کشف دارو. Nat Rev Mol Cell Biol 17، 170-182 (2016). https://doi.org/10.1038/nrm.2015.27
- چمبرلین اس.، 2016. مدلسازی بیماری با استفاده از iPSCهای انسانی. ژنتیک مولکولی انسان، جلد 25، شماره R2، 1 اکتبر 2016، صفحات R173–R181، https://doi.org/10.1093/hmg/ddw209
- Bai X.، 2020. مدل سازی بیماری های مبتنی بر سلول های بنیادی و سلول درمانی. Cels 2020, 9 (10), 2193; https://doi.org/10.3390/cells9102193
- جورج ای. و همکاران 2022. مدلسازی بیماری در شرایط آزمایشگاهی آلبینیسم چشمی نوع I و II با استفاده از اپیتلیوم رنگدانه شبکیه مشتق از سلول‌های بنیادی پرتوان ناشی از انسان (2022). گزارش های سلول های بنیادی جلد 17، شماره 1، P173-186، 11 ژانویه 2022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.11.016
***
