An Conair Chun Staidéir Réamhchliniciúla ar Ghalair Néar-mheathlúcháin a Bhaineann le hAois a Chur Chun Cinn: Dearcadh ar Mhúnlaí Creimirí agus HiPSC Cuid 5

Buntáistí Córais Cheallacha agus Múnlaí Galair HiPSC-Díorthaithe

Ardáin Feabhsaithe um Shamhaltú Galar agus um Fháil Drugaí

Is ard an poitéinseal do shamhlacha in vitro atá bunaithe ar hiPSC a bheith an-fhaisnéiseach do NDDanna a bhfuil imscrúduithe ar chomhpháirt ghéiniteach daonna acu.

Is ceist í an ghaolmhaireacht idir géineolaíocht dhaonna agus cuimhne a phléitear go mór, go háirithe sa tsochaí nua-aimseartha, áit a ndírímid ar fhorbairt phearsanta agus ar fhoghlaim. Cé go gcinnfidh ár n-eolas géiniteach ár saintréithe bunúsacha ag breith, tá cuimhne difriúil ó shaintréithe seasta mar ár n-airde agus dath craiceann. Ina áit sin, is féidir é a chothú agus a fheabhsú, agus tá ról tábhachtach aige sa saol laethúil.

Ar an gcéad dul síos, léiríonn taighde eolaíoch nach bhfuil baint dhíreach ag cuimhne le géinte géiniteacha. Cé go rugadh roinnt daoine níos cliste ná daoine eile, san fhadtréimhse, is féidir cuimhne a fheabhsú de réir a chéile trí fhoghlaim agus saothrú. Inár bpróiseas foghlama ón mbunscoil go dtí an ollscoil, ní mór dúinn ár gcuimhne a úsáid agus a fheabhsú i gcónaí chun ár bhfeidhmíocht acadúil a fheabhsú. Mar shampla, cuimhnímid ar fhadhbanna agus réitigh trí athbhreithniú agus cleachtadh arís agus arís eile, rud a chabhraíonn lenár gcumas cuimhne a fheidhmiú.

Ar an dara dul síos, cuidíonn stíl mhaireachtála shláintiúil go mór lenár gcuimhne freisin. Tá tionchar agus éifeacht mhór ag sláinte fhisiciúil ar chuimhne, mar shampla codlata leordhóthanach, aiste bia sláintiúil, agus cleachtadh measartha. Tosaímid lenár gcorp féin agus fanaimid sláintiúil trí fheidhmiú agus stíl mhaireachtála shláintiúil, rud a fhágfaidh go mbeidh ár gcuimhne níos soiléire agus níos géire.

Mar fhocal scoir, is féidir linn ár gcumas cuimhne a leathnú freisin trínár dhearcadh a leathnú i gcónaí agus a bheith rannpháirteach i rudaí nua éagsúla. Mar shampla, is féidir linn iarracht a dhéanamh teanga nua a fhoghlaim agus páirt a ghlacadh i ngníomhaíochtaí sóisialta cosúil le taisteal, agus is féidir leis na heispéiris seo níos mó cuimhní cinn a chruthú inár n-intinn.

I mbeagán focal, tá an gaol idir géineolaíocht an duine agus cuimhne casta agus éagsúil, agus ar ndóigh, beidh difríochtaí comhfhreagracha bunaithe ar dhifríochtaí géiniteacha pearsanta. Ach níor cheart dúinn neamhaird a dhéanamh ar an méid is féidir linn a dhéanamh: is é ár gcumas cuimhne agus féin-bhainistíochta a fheabhsú trí fhoghlaim leanúnach, maireachtáil shláintiúil, agus ár n-réimse spéiseanna a leathnú i gcónaí an bealach is fearr dúinn chun difríochtaí géiniteacha a shárú. Is féidir a fheiceáil go gcaithfimid ár gcuimhne a fheabhsú, agus is féidir le Cistanche cuimhne a fheabhsú go suntasach toisc gur leigheas traidisiúnta Síneach é Cistanche le go leor éifeachtaí uathúla, agus is é ceann acu cuimhne a fheabhsú. Tagann éifeachtúlacht Cistanche as a chomhábhair ghníomhacha éagsúla, lena n-áirítear aigéad tannic, polaisiúicrídí, gliocóisídí flavonoid, etc. Is féidir leis na comhábhair seo sláinte inchinn a chur chun cinn ar go leor bealaí.

Cliceáil Know chun cuimhne gearrthéarmach a fheabhsú

Éascaíonn an cumas géinte iarrthóra NDD a chomhghaolú le feinitíopaí ceallacha, mar shampla próifílí RNA agus slonn próitéine, athruithe moirfeolaíocha, agus sínithe bithcheimiceacha i gcealla díorthaithe hiPSC, staidéir a thugann aghaidh ar an gcaoi a gcuirtear comhpháirteanna géiniteacha daonna NDDanna casta, mar AD agus PD, in iúl ar leibhéal ceallacha.

Ina theannta sin, ceadaíonn hiPSCanna castacht ghéiniteach chúlraí géiniteacha bunúsacha othar a ionchorprú sa mhúnla, rud a dhiúltaítear go minic (eg samhlacha ceimiceacha) nó róshimplithe (m.sh. samhlacha ainmhithe aonghéiniteacha).

Aithnítear go maith go bhfuil tosú, dul chun cinn, agus déine na néarmheathghiniúna á gcinneadh ag fachtóirí casta géiniteacha agus ag idirghníomhú éagsúlachtaí géiniteacha a bhfuil éifeachtaí measartha beag acu.

Ligeann an tírdhreach géiniteach dúchasach seo a gabhadh i múnlaí hiPSC atá díorthaithe ag othar dúinn imscrúdú a dhéanamh ar chinntithigh ghéiniteacha agus ar fhachtóirí bitheolaíocha, in éineacht leis an gcumas samhlacha modúlacha, ardchreidimh in vitro NDD a ghiniúint, chun cur lenár dtuiscint reatha ar ghalair-bhitheolaíocht. Is ionann teicneolaíocht HiPSC agus an t-aon duine atá ar fáil faoi láthair. - samhlacha bunaithe ina ngabhtar tírdhreach iomlán géiniteach na n-othar.

Chomh maith leis sin, de bharr an fhéidearthacht teicneolaíochtaí eagarthóireachta géanóim, mar CRISPR-Cas9, a chur i bhfeidhm, trí úsáid a bhaint as hiPSCanna bhíothas in ann samhlacha isaigineacha a ghiniúint chun éagsúlachtaí géiniteacha beachta a mheas. De bhreis ar inscálaithe, tá hiPSCanna féin-inathnuaite.

Mar sin, cuireann samhlacha a dhíorthaítear ó hiPSC córas chun tosaigh le haghaidh staidéir réamhchliniciúla a bhfuil gealladh fúthu. Ina theannta sin, mar gheall ar an éagsúlacht ghéiniteach dhaonna a gabhadh i gcumas hiPSC a dhíorthaítear d’othair, tá siad oiriúnach chun meastóireacht a dhéanamh ar chur chuige “leighis phearsantaithe”.

Cuireann an cumas frithghníomhartha aonair ar chóireálacha a scagadh go héifeachtach agus neamhfhreagróirí nó drochfhreagróirí a aithint roimh riarachán i suíomh cliniciúil béim bhreise ar oiriúnacht na múnlaí atá díorthaithe ag hiPSC do mheasúnuithe réamhchliniciúla (Fíor 2).

I dteannta a chéile, tá an fhaisnéis fhéideartha a ghintear trí staidéir réamhchliniciúla ar shamhlacha hiPSC láidir, ábhartha do dhaoine, agus riachtanach le cur i bhfeidhm i ndearadh trialacha cliniciúla (eg srathú na n-ábhar staidéir) chun cruinneas na dtorthaí a fheabhsú.

Teorainneacha Múnlaí Ainmhithe a Shárú

Cuireann hiPSCs bealach ar fáil chun go leor de na saincheisteanna a thagann i láthair sna samhlacha reatha bunaithe ar ainmhithe a shárú, mar a pléadh roimhe seo. Ar an gcéad dul síos, cuireann samhlacha atá díorthaithe iPS ardán daonna-bhunaithe ar fáil chun teiripí féideartha a mheas i dtírdhreach géiniteach iarbhír an ghalair dhaonna.

Ar an dara dul síos, trí chealla a dhíorthú ó othair, déantar dul timpeall ar go leor saincheisteanna teicniúla maidir leis an mbealach is fearr chun sócháin galair daonna a shamhaltú toisc go bhfuil cúlra géiniteach uathúil an othair sa mhúnla. Ar an tríú dul síos, tá cealla hiPSC inrochtana go héasca ar ionramháil ghéiniteach agus chógaseolaíoch, rud a chumasaíonn measúnuithe struchtúracha agus feidhmiúla ard-tréchur a dhéanann measúnú ar fheinitíopa galair.

Chuige sin, d’fhorbraíomar le déanaí samhail néarónach DA a dhíorthaítear le hiPSC a fuarthas ó othar PD le triplication SNCA chun measúnú a dhéanamh ar LV GT uile-i-amháin atá dírithe ar leibhéil SNCA a laghdú. D'éirigh lenár n-idirghabháil LV leibhéil SNCA a laghdú agus feinitíopaí a bhaineann le galair a shábháil trí speicis ocsaídiúcháin imoibríocha (ROS) a ghiniúint agus inmharthanacht cheallacha a chaomhnú.140

Sa cheathrú háit, i gcomparáid leis an múnla caighdeánach creimire, is féidir giniúint samhlacha atá bunaithe ar hiPSC in vitro a bhaint amach in amlíne i bhfad níos giorra, i 30 lá i gcomparáid le samhlacha ainmhithe ar féidir leo raon leathan a dhéanamh ó mhí go blianta.

An cúigiú háit, agus ag teacht leis an bpointe roimhe seo, tá samhlacha atá bunaithe ar hiPSC i bhfad níos saoire agus níos íditheach ó thaobh fuinnimh ná samhlacha creimirí, go háirithe nuair a bhíonn oibleagáidí coimeádta ainmhithe leanúnacha agus bonneagar, rialacháin, chomh maith le ceanglais oiliúna agus comhlíonta á mbreithniú. Méadaítear inrochtaineacht do ghrúpaí taighde trí shamhaltú galair réamhchliniciúla atá ag éirí níos eacnamaíche, chun teiripí toimhdeacha a mheasúnú, feabhas a chur ar inaistritheacht agus, ar deireadh, feabhas a chur ar éifeachtúlacht forbartha DMT.202

Ar an iomlán, tugann na buntáistí seo buntáiste ar leith do shamhlacha a dhíorthaítear doPSC agus staidéar á dhéanamh ar néar-mheathlú, agus d’fhéadfadh samhlacha den sórt sin fionnachtana núíosacha a ghiniúint nach raibh inrochtana i múnlaí saothrán na gceall agus galair ainmhithe roimhe seo.

Léiríonn na staidéir a ndéantar athbhreithniú orthu anseo an gá agus an luach a bhaineann le samhlacha 2D agus 3D atá bunaithe ar hiPSC a ionchorprú i staidéir mheicníochta NDD a léiríonn fachtóirí a bhaineann le cúiseanna galair agus cosáin phataigineacha, chomh maith le staidéir aistritheacha agus fionnachtana drugaí, amhail aithint agus bailíochtú sprice teiripeach. .

Le chéile, léiríonn samhlacha NDD atá díorthaithe ag hiPSC céim chun cinn i dtaighde leighis trí shamhaltú feabhsaithe galar atá indéanta go mór, le turgnaimh níos giorra atá cost-éifeachtach agus b'fhéidir an rud is tábhachtaí, atá cruinn agus oiriúnach chun galair dhaonna a shamhaltú.

Fíor 2. Scéim Phíblíne Forbartha Drugaí DMT Feabhsaithe do NDDanna trí Ionchorprú Méadaithe agus/nó Ionadú Múnlaí HiPSC-Díorthaithe Tosaíonn forbairt aon DMT tuartha leis an gcéim fionnachtana, a chuimsíonn sainaithint spriocanna géine ábhartha agus meicníochtaí galair.

Ceaptar múnlaí galair ina dhiaidh sin sa luathchéim réamhchliniciúil chun paiteolaíocht an ghalair cheallaigh a fhiosrú agus chun spriocanna drugaí a bhailíochtú, chomh maith le scagadh luath agus optamú luath CGT-IPs/DMTanna. Tarlaíonn forbairt fhorchéimnitheach ar DMTanna, lena n-áirítear tuilleadh forbartha samhaltaithe agus bailíochtú sprice, chomh maith le himscrúdú ar éifeachtaí seach-sprioc, le linn na céime lár-réamhchliniciúla.

De réir mar a théann DMT ar aghaidh, faightear tuilleadh faisnéise maidir le gníomhaíocht cógaschinéiteach agus cógasdinimiciúil sa chéim dhéanach réamhchliniciúil. Léiríonn úsáid mhéadaithe na múnlaí díorthaithe HiPSC sna céimeanna seo feabhas tarraingteach ar an bpíblíne forbartha drugaí atá ann cheana féin ar chúiseanna éagsúla; is é sin, tá siad cost-éifeachtach, ilúsáideach, agus níos tábhachtaí fós, sáraíonn siad go leor de na teorainneacha dúchasacha ar shamhlacha ainmhithe NDDanna atá ann cheana.

Ag an gcéim seo, féadfar iarratais IND a chur isteach le haghaidh DMTanna tuartha, ina bhfuil 4 chuspóir ríthábhachtacha faoi láthair nach mór a bhaint amach le haon DMT atá ag teacht chun cinn, go háirithe CGT-IPanna: (1) roghnú spriocanna, (2) forbairt agus leas iomlán a bhaint as cumaisc luaidhe, (3) tosaigh. agus réimeas dáileoga méadaitheach, agus (4) féidearthacht agus ROA a bhunú.

Is féidir aghaidh a thabhairt ar gach ceann díobh seo go cruinn agus go cuí ach samhlacha atá bunaithe ar hiPSC a chur in ionad staidéir réamhchliniciúla. Féadfaidh DMTanna faomhadh FDA a fháil ansin chun trialacha cliniciúla a thosú.

Féadfar samhlacha atá bunaithe ar hiPSC a áireamh i gcéim 1a bhreise, a éascaíonn scagadh iarrthóirí feabhsaithe sa chéim earcaíochta agus sainaithint neamhfhreagróirí féideartha nó drochfhreagróirí bunaithe ar staidéir ghéiniteacha réamhchliniciúla.

Téann DMTanna le sábháilteacht inléirithe i gcéim 1a ar aghaidh trí thrialacha cliniciúla céim 1, 2, agus 3, agus ina dhiaidh sin, faigheann na daoine sin a bhfuil éifeacht dhearfach shuntasach acu formheas rialála Iarratas Nua ar Dhrugaí (NDA) agus scaoiltear iad lena n-úsáid ag tomhaltóirí le faireachas cógas leanúnach chun aon cheann nár aithníodh roimhe seo a aithint. torthaí díobhálacha le himeacht ama.

Teorainneacha na Múnlaí HiPSC-Díorthaithe In Vitro Am agus In-atáirgtheacht

Tháinig teicneolaíochtaí cultúir na hiPSCanna chun cinn le deich mbliana anuas, agus tá a n-áisiúlacht do shamhaltú galair agus measúnú réamhchliniciúil ar DMTanna toimhdeacha sách nua.

Mar is amhlaidh le haon teicneolaíocht atá ag teacht chun cinn, ní mór roinnt srianta a chur san áireamh agus iarracht á déanamh ar thréithe bitheolaíocha NDDanna a athchruthú go cruinn. Ar an gcéad dul síos, féadann saothrú hiPSCanna agus giniúint samhlacha ceall cruinn agus iontaofa a bheith costasach, dian ar shaothar agus am-íditheach. Ar an meán, cosnaíonn sé $10,000 go USD 25,000 línte hiPSC a bhailíochtú ag caighdeán oiriúnach do thaighde leighis.203

Is fada na próisis athchláraithe, difreála agus aibithe. D’fhéadfadh 20 go 30 lá ar a laghad a bheith i gceist le hathchlárú ceallacha fíocháin tosaithe i hiPSCanna,151agus athraíonn difreáil cheallacha agus aibithe ina dhiaidh sin ag brath ar an gcineál ceallach inmhianaithe agus ar an modh a úsáidtear; mar shampla, tá gá le giniúint néaróin aibí, astrocytes, agus microgliacan áit ar bith ó 6 go 15 seachtaine,204 4 go 9 seachtaine,205,206 nó 5 go 9 seachtaine,164,207 faoi seach.

Mar thoradh air sin, is minic gur fearr le taighdeoirí cealla giniúna a úsáid mar idirmheánacha cobhsaí le haghaidh turgnamh, toisc go bhfuil siad ionadaíoch go ginearálta don spriocchineál cealla agus gur féidir iad a ghiniúint i bhfráma ama níos tapúla. ábhar imní do go leor grúpaí taighde.

Ina theannta sin, tá an t-am atá ag teastáil chun príomh-fheinitíopaí ceallacha a bhaineann le galair a fhorbairt i gcealla díorthaithe hiPSC mar bhreithniú freisin agus NDDanna á samhaltú. Cé go dtógann sé fiche nó tríocha bliain de shaol an othair comharthaí cliniciúla agus paiteolaíocha a léiriú, aimsíodh feinitíopaí móilíneacha a bhaineann le galair i múnlaí díorthaithe HiPSC thart ar 2 mhí tar éis aibíochta.208

Mar sin féin, eascraíonn na srianta ó shaolré teoranta na samhlacha atá bunaithe ar hiPSC i mbun saothraithe, b’fhéidir nach leor chun pictiúr iomlán a fhorbairt atá cosúil leis an ngalar ar leibhéil cheallacha agus fíocháin.

D'éirigh go páirteach le straitéisí atá dírithe ar an bpróiseas difreála agus aibithe a bhrostú, mar ionchorprú coscairí Notch agus g-secretase chun am aibithe a ghiorrú,209 agus néar-ghinin-2 (Ngn2) nó NeuroD1overexpression158 agus tugadh isteach imní eile a ardaíodh ó léiriú ectopic.

Baineann teorainneacha eile le hin-atáirgtheacht na gcóras i dturgnaimh athchleachtach agus leis an inathraitheacht samhail-go-samhail bhunúsach, lena n-áirítear constaicí maidir le híonacht na gcultúr díorthaithe HiPSC agus láithreacht daonraí ceallacha ilchineálacha neamh-inmhianaithe.210

Mar sin, tá sé tábhachtach cuntas a thabhairt ar ilchineálacht i ndaonraí cille agus múnlaí galair a dhíorthaítear ó HiPSC á n-úsáid, go háirithe scagadh inDMT agus measúnú éifeachtúlachta. Ina theannta sin, tuairiscíodh go léiríonn cultúir hiPSC éagobhsaíocht ghéanómach agus go bhfuil seans maith ann go bhfaighidh siad bearrthaí géiniteacha agus sócháin le linn leathnú agus athchlárú cealla.211

Ní mór cúram a ghlacadh freisin maidir le húsáid línte isogenacha a ghintear trí theicnící éagsúla um eagarthóireacht géanóim, mar is féidir le héifeachtaí féideartha lasmuigh den sprioc tarlú (m.sh., inathraitheacht chlónúil neamhbheartaithe ar fud línte isogenic agus só-ghineach seach-sprioc).212,213 Dá bhrí sin, tá sé tábhachtach meastóireacht a dhéanamh go tréimhsiúil. cobhsaíocht ghéanómach na hiPSCanna chun scagadh DMT dian a chinntiú.

Dúshláin maidir le Pathophysiology NDD agus Feinitíopaí Ceallacha a Achoimriú

Cruthaíonn castacht na NDDanna agus an easpa tréithrithe cuimsitheach agus tuiscint mheicníoch ar a gcuid feinitíopaí ceallacha dúshláin sa chumas iad a athchaipitliú le samhlacha ceallacha, lena n-áirítear córais atá bunaithe ar hiPSC.

Is iad na cúiseanna NDDs casta agus ilfhachtóiriúil, lena n-áirítear fachtóirí riosca polygenic (ie, multigenes agus leagan), marcanna epigenetics, ag dul in aois, gnéas, agus fachtóirí comhshaoil, mar shampla strus ocsaídiúcháin triggers, cuid acu deacair toinduce, go sonrach i liosta endless de éagsúla. teaglamaí, i gcóras saotharlainne.

Ina theannta sin, díorthaítear tromlach na múnlaí AD-PD atá díorthaithe ag hiPSC ó othair a bhfuil sócháin teaghlaigh orthu nach ionann ach cuid an-bheag de chásanna foriomlána.214,215 Ós rud é go bhféadfadh meicníochtaí atá mar bhonn agus thaca ag na foirmeacha teaghlaigh in aghaidh treallacha a bheith neamhshuntasach, tá gá le samhlacha a bhunú a dhíorthaítear ó hiPSCsagus fibroblasts a fhaightear ó othair sAD nó PD treallach.

I dtreo na sprice seo, tá tionscnaimh stórtha cealla othar tagtha chun cinn le blianta beaga anuas; áirítear orthu sin StemCell Fheidhmeach (ASC), Institiúid California um Leigheas Athghiniúnach (CiRA), Cedars Sinai Induced Pluripotent Gas Cell Core, Banc Eorpach um Gaschealla Iolchumhachtacha Ionduchtaithe (EBiSC), Banc Náisiúnta Gaschealla na Cóiré (KSCB), NationalInstitute of Ageing (NIA). , An Institiúid Náisiúnta um Neamhoird Néareolaíocha agus Stróc (NINDS), Institiúid Náisiúnta na nEolaíochtaí Míochaine Ginearálta (NIGMS), agus Institiúid Taighde WiCell (WiCell) (Tábla S2).

Leis an bhfás a bhfuiltear ag súil leis ar na bailiúcháin seo, éascófar bunú samhlacha a dhíorthaítear ó hiPSC a bheidh níos oiriúnaí do thaighde ar an sAD coiteann agus ar an PD treallach.

Mar sin féin, táirgeann samhlacha hiPSC a dhíorthaítear ó othair NDD treallach feinitíopaí ceallacha iomchuí atá saintréith de chuid AD181 agus PD216 ar ionramhálacha comhshaoil, amhail nochtadh do néareatocsainí agus ionduchtú ceimiceach struis ocsaídiúcháin.

Chomh maith leis sin, léirigh staidéar a rinneadh le déanaí athruithe i léiriú próitéine miteachondrial agus strus ocsaídiúcháin ardaithe i hiPSCanna a ghintear ó othair sAD, in ainneoin easpa suntasach paiteolaíochta Ab agus Tau,217 a thugann le tuiscint go bhféadfadh samhlacha thatthiPSC léargas luachmhar a nochtadh ar an bpaitifiseolaíocht nuansaithe a bhaineann go sonrach le fochineálacha NDD treallach.

Ina theannta sin, bhain staidéar le déanaí le Meyer et al.218 úsáid as hiPSCanna a díorthaíodh ó othair bhrónacha agus fuarthas amach go raibh MAPT, ag ionchódú an phróitéin tau, méadaithe go suntasach i gcealla díorthaithe sAD i gcomparáid le rialuithe sláintiúla.

Mar sin, in ainneoin na ndúshlán seo, is ionaid ionaid den scoth iad na samhlacha atá díorthaithe ag HiPSC faoi láthair a thugann an deis aithris a dhéanamh ar phaitisiseolaíocht an ghalair agus tréithe galair de chaighdeán ór a bhunú le buntaca iomlána géiniteacha in othair thréimhsiúla, ar féidir leas a bhaint as bearta torthaí chun samhlacha galair ina dhiaidh sin a fheabhsú.

For more information:1950477648nn@gmail.com