Pemrograman ulang terganggu mengubah sel dewasa menjadi hasil tinggi sel-sel seperti progenitor

Grief Drives a Black Sedan / People Are No Good / Time Found Again / Young Man Axelbrod (Juni 2019).

Anonim

Versi modifikasi dari metodologi iPS, yang disebut pemrograman ulang terputus, memungkinkan untuk strategi yang sangat terkontrol, berpotensi lebih aman, dan lebih hemat biaya untuk menghasilkan sel-sel seperti progenitor dari sel dewasa. Sebagaimana ditunjukkan 30 November dalam jurnal Stem Cell Reports, para peneliti di Kanada mengonversikan sel-sel saluran pernafasan tikus dewasa yang disebut sel-sel Club menjadi populasi-populasi murni yang besar dari sel-sel progenitor (iPL) yang diinduksi, yang mempertahankan sisa memori dari garis keturunan sel induk mereka dan oleh karena itu sel Klub dewasa yang dihasilkan secara khusus. Selain itu, sel-sel ini menunjukkan potensi sebagai terapi penggantian sel pada tikus dengan fibrosis kistik.

"Blok utama dalam jalur kritis pengobatan regeneratif adalah kurangnya sel yang sesuai untuk memulihkan fungsi atau memperbaiki kerusakan, " kata penulis senior Tom Waddell, seorang ahli bedah toraks di Universitas Toronto. "Pendekatan kami dimulai dengan memurnikan jenis sel yang kami inginkan dan kemudian memanipulasinya untuk memberikan karakteristik tipe sel dari sel-sel progenitor, yang dapat tumbuh dengan cepat tetapi hanya menghasilkan beberapa jenis sel. Dengan demikian, itu jauh lebih langsung, lebih cepat, dan kumpulan sel lebih dimurnikan. "

Dalam beberapa tahun terakhir, sel induced pluripotent stem (iPS) telah menghasilkan banyak perhatian sebagai sumber tak terbatas dari berbagai jenis sel untuk transplantasi. Metode ini melibatkan gen-gen kulit yang diprogram ulang secara genetik yang diambil dari donor dewasa ke keadaan seperti sel induk embrio, menumbuhkan sel-sel yang belum dewasa ini ke dalam jumlah besar, dan kemudian mengubahnya menjadi jenis sel khusus yang ditemukan di berbagai bagian tubuh. Keuntungan utama dari pendekatan ini adalah kemampuan untuk menghasilkan sel iPS khusus pasien untuk transplantasi, sehingga meminimalkan risiko reaksi kekebalan yang berbahaya.

Meskipun ada kemajuan yang signifikan, protokol ini tetap dibatasi oleh hasil rendah dan kemurnian jenis sel matang yang diinginkan, serta potensi sel yang belum matang untuk membentuk tumor. Selain itu, tidak ada pendekatan standar yang berlaku untuk semua jenis sel, dan pengembangan terapi pribadi berdasarkan sel pluripoten yang diperoleh pasien tetap sangat mahal dan memakan waktu. "Kami telah mengejar terapi sel untuk penyakit paru-paru selama bertahun-tahun, " kata Waddell. "Satu masalah kunci adalah bagaimana mendapatkan jenis sel yang tepat dan banyak sel. Untuk menghindari penolakan, kita perlu menggunakan sel dari pasien yang sebenarnya."

Untuk mengatasi masalah ini, Waddell dan rekan penulis studi senior Andras Nagy dari Mount Sinai Hospital mengembangkan strategi pemrograman ulang terputus, yang merupakan versi modifikasi dari metodologi iPS. Para peneliti mulai secara genetik memprogram ulang sel-sel Klub Dewasa yang diisolasi dari tikus, secara sementara mengekspresikan empat faktor pemrograman ulang IPS, tetapi menyela prosesnya lebih awal, sebelum mencapai keadaan berpotensi majemuk, untuk menghasilkan sel-sel seperti progenitor, yang lebih berkomitmen pada garis keturunan spesifik dan menunjukkan proliferasi yang lebih terkontrol daripada sel berpotensi majemuk.

"Proses pemrograman ulang sebelumnya telah dianggap sebagai proses semua-atau-tidak ada, " kata Waddell. "Kami terkejut dengan sejauh itu dapat disetel dengan baik oleh waktu dan dosis obat yang digunakan untuk mengaktifkan faktor pemrograman ulang. Itu menarik karena memberikan banyak peluang untuk kontrol, tetapi itu berarti kami memiliki banyak pekerjaan lakukan untuk melakukannya dengan benar. "

Para peneliti menunjukkan bahwa sel-sel Klub-iPL yang dihasilkan tidak hanya dapat menimbulkan sel-sel Klub, tetapi juga untuk sel-sel saluran pernapasan lainnya seperti sel-sel piala yang mensekresi lendir dan sel-sel epitel bersilia yang menghasilkan protein CFTR, yang bermutasi pada pasien-pasien dengan kistik fibros. Ketika sel-sel Club-iPL diberikan kepada tikus-tikus kecil defisien CFTR, sel-sel dimasukkan ke jaringan yang melapisi saluran pernapasan dan tingkat CFTR yang sebagian dipulihkan di paru-paru tanpa menginduksi pembentukan tumor. Teknologi ini secara teoritis dapat diterapkan pada hampir semua jenis sel yang dapat diisolasi dan dimurnikan, dan isolasi populasi sel dewasa yang sangat murni dari sebagian besar organ sudah dimungkinkan dengan teknik yang ada.

"Untuk membuat jenis sel khusus untuk digunakan dalam terapi sel hanya membutuhkan bahwa kita memasukkan gen (atau menggunakan pendekatan non-transgenik) dan kemudian menguji dosis obat dan waktu yang diperlukan untuk setiap jenis sel dan setiap pasien, sehingga harus relatif skalabel pada biaya rendah dibandingkan dengan pendekatan lain menggunakan sel masing-masing pasien sendiri, "kata Waddell. "Seharusnya sangat mudah bagi laboratorium lain untuk menggunakan pendekatan yang serupa."

Menurut penulis, pendekatan ini dapat digunakan untuk berbagai praktik pengobatan regeneratif, termasuk terapi penggantian sel, pemodelan penyakit, dan skrining obat untuk penyakit manusia. Tapi masih ada jalan panjang sebelum terjemahan klinis. Untuk bagian mereka sendiri, para peneliti berencana untuk menguji pendekatan ini dengan jenis sel lain, termasuk sel manusia. Mereka juga akan mencoba untuk menentukan apakah ada cara yang aman untuk mengambangkan sel-sel ini di paru-paru manusia. "Studi ini adalah bukti prinsip, cara konsep ini pada akhirnya dapat digunakan pada manusia bisa berbeda, dan itu akan bertahun-tahun sebelum ini akan dicoba pada manusia, " kata Waddell.

menu
menu