Forskare skapar sjukdomsspecifika stamcellslinjer


Forskare skapar sjukdomsspecifika stamcellslinjer

Amerikanska forskare har funnit ett sätt att producera odödliga cellstammar och vävnadstyper från sjuka patienter genom att omvandla sina celler till pluripotenta stamceller med samma genetiska fel. De nya cellinjerna kommer att göra det möjligt för forskare att undersöka tio olika genetiska störningar som Parkinsons, muskeldystrofi och typ 1-diabetes i provröret istället för i patienten, ett stort steg framåt jämfört med nuvarande metoder.

Studien är arbetet av forskare från Harvard Medical School, Massachusetts General Hospital och University of Washington, ledd av Howard Hughes Medical Institute-utredare George Q Daley som är baserad på Children's Hospital Boston. Den är publicerad i journalens avancerade onlinepublikation Cell Den 7 augusti.

Även om forskare i åratal har blivit växande mänskliga celler från sjuka patienter i laboratoriet är nuvarande metoder otillfredsställande eftersom celler som tagits direkt från patienter har en begränsad livslängd, och när dessa modifieras för att göra dem "odödliga" kan deras fysiologi förändras och göra Resultat tvivelaktigt.

Inducerade pluripotenta stamceller (iPS) tar fram grunden i stamcellsforskningen, eftersom de som embryonala stamceller har potential att omvandlas till nästan vilken typ av cell- och kroppsvävnad som helst och cellinjerna fortsätter för alltid. De har inte den begränsade livslängdsnedsättningen hos celler som tas direkt från patienterna, eller de ärftliga egenskaperna hos tumören eller den sjuka vävnaden från vilken de härleddes. Detta gör det möjligt för forskare att studera "friska" vävnadskulturer med den genetiska koden för sjukdomen såväl som den sjuka vävnaden.

I denna studie producerade Daley och kollegor inducerade pluripotenta stamceller (iPS) från patienter med 10 olika genetiska sjukdomar:

  1. Adenosin deaminasbristrelaterad svår kombinerad immunbrist (ADA-SCID, en form av "pojke i bubblesjukan"),
  2. Shwachman-Bodian-Diamond syndromet (SBDS, vilket orsakar benmärg att misslyckas och predisponerar patienten mot leukemi),
  3. Gauchersjukdom (GD) typ III (en metabolisk störning där fett ackumuleras i organ)
  4. Duchenne muskeldystrofi (DMD),
  5. Becker muskeldystrofi (BMD),
  6. Parkinsonsjukdom (PD),
  7. Huntington sjukdom (HD),
  8. Juvenile-onset, diabetes mellitus typ 1 (JDM),
  9. Down syndrom (DS) / trisomi 21 och
  10. Bärarstaten av Lesch-Nyhan syndrom (ett enzymbrist som bygger upp urinsyra i kroppsvätskor).
Tack vare en fond från Harvard stamcellsinstitut kommer stamcellerna att vara tillgängliga för forskare världen över. Det är möjligt att skapa stamceller för andra sjukdomar, säger forskarna.

Daley sa:

"Forskare har länge velat hitta ett sätt att flytta patientens sjukdom i provröret, för att utveckla celler som kan odlas i de många vävnader som är relevanta för blodsjukdomar, hjärnan och hjärtat, till exempel."

"Nu har vi ett sätt att göra just det - att härleda pluripotenta celler från patienter med sjukdom, vilket innebär att cellerna kan göra vilken vävnad som helst och kan växa för alltid. Det gör att vi kan modellera tusentals tillstånd genom att använda klassiska cellodlingstekniker," Förklarade Daley.

För att göra en sjukdomsspecifik iPS-cellinje tog Daley och kollegor celler från en sjuk patient och blandade dem med ett godartat virus som introducerade vad de kallade "omprogrammeringsfaktorer" för att inducera cellerna att bli pluripotenta, nästan som en omvänd teknikprocess som Omprogrammerar cellerna tillbaka till ett för-specialiserat tillstånd. Och skönheten är den, cellerna har också den genetiska koden som speglar den typ av sjukdom patienten har ärvt.

Daley och kollegor isolerade sedan de sjukdomsspecifika iPS-cellerna och analyserade generna för att bekräfta att de faktiskt hade samma sjukdomsframkallande defekter som de ursprungliga donatorcellerna. Och bara för att vara säker, de bekräftade också att de verkligen var pluripotenta och kunde skilja sig från olika typer av vävnader.

Forskarna är övertygade om att de nya iPS-cellinjerna i många fall kommer att efterlikna mänskliga sjukdomar bättre än djurmodeller. Även om djurmodeller som möss ligger nära människor på många sätt, är vissa saker för olika för att göra dem användbara, till exempel Downs syndrom orsakar inte samma symtom hos möss. Nya saker som kan undersökas med hjälp av iPS-metoder kommer till exempel att jämföra hur samma sjukdom varierar mellan olika människor, eller hur droger kan påverka olika personer med samma sjukdom. Forskarna kommer att kunna skapa iPS-cellinjer av olika genetiska typer med samma sjukdomsfel.

På längre sikt, såväl som användbart för forskning i sjukdoms- och drogtestning, är det möjligt att iPS-metoder kan användas för att omstrukturera en sjukdomsfri version av en celllinje som är specifik för en patient och sedan introducera dem i Patientens kropp för att ersätta sjuka celler.

Även om Daley och kollegor gör sina metoder tillgängliga för andra forskare så kan de generera sina egna sjukdomsspecifika iPS-cellinjer, som Daley förklarade, det blir inte lätt:

"De växer inte som ogräs, de är mer som orkidéer," sa Daley, "du måste verkligen tänka på dem", tillade han.

Han har erbjudit sig att samarbeta med andra forskare för att hjälpa dem att förbättra metoden för de sjukdomar som de vill undersöka.

"Sjukdomsspecifika inducerade plöripotenta stamceller."

In-Hyun Park, Natasha Arora, Hongguang Huo, Nimet Maherali, Tim Ahfeldt, Akiko Shimamura, M. William Lensch, Chad Cowan, Konrad Hochedlinger och George Q. Daley.

Cell Avancerad onlineutgåva 7 augusti 2008.

DOI: 10.1016 / j.cell.2008.07.041

Klicka här för abstrakt.

Källor: Howard Hughes Medical Institute, journal abstract.

Susan Solomon: The promise of research with stem cells (Video Medicinsk Och Professionell 2020).

Avsnitt Frågor På Medicin: Medicinsk praktik