Стволовые клетки для конкретного пациента и персонализированная генная терапия

Исследователи Медицинского центра Колумбийского университета (CUMC) создали способ разработки персонализированной генной терапии для пациентов с пигментным ретинитом (ПП), ведущей причиной потери зрения. Подход, первый в своем роде, использует технологию индуцированных плюрипотентных стволовых (iPS) клеток для преобразования клеток кожи в клетки сетчатки, которые затем используются в качестве модели для конкретного пациента для изучения болезни и доклинических испытаний.

Используя этот подход, исследователи под руководством Стивена Х. Цанг, доктор медицины, доктор философии, показал, что форма RP, вызванная мутациями в гене MFRP (белок, связанный с завитками мембран), разрушает белок, который придает клеткам сетчатки их структурную целостность. Они также показали, что эффекты этих мутаций можно обратить вспять с помощью генной терапии. Этот подход потенциально может быть использован для создания персонализированных методов лечения других форм РПЖ, а также других генетических заболеваний. Статья была недавно опубликована в онлайн-издании Molecular Therapy, официального журнала Американского общества генетики & Клеточная терапия.

"Использование специфичных для пациента клеточных линий для тестирования эффективности генной терапии с целью точной коррекции генетического дефицита пациента является еще одним инструментом для развития области персонализированной медицины," сказал доктор. Цанг, Laszlo Z. Бито Адъюнкт-профессор офтальмологии и адъюнкт-профессор патологии и клеточной биологии.

Хотя РПЖ может начаться в младенчестве, первые симптомы обычно появляются в раннем взрослом возрасте, начиная с куриной слепоты. По мере прогрессирования болезни пораженные люди теряют периферическое зрение. На более поздних стадиях РП разрушает фоторецепторы в макуле, которые отвечают за тонкое центральное зрение. По оценкам, от РП страдают не менее 75000 человек в Соединенных Штатах и ​​1.5 миллионов по всему миру.

С РП связано более 60 различных генов, что затрудняет разработку моделей для изучения болезни. Модели на животных, хотя и полезны, имеют значительные ограничения из-за межвидовых различий. Исследователи также используют клетки сетчатки человека из глазных банков для изучения RP. Однако, поскольку эти клетки отражают конечную стадию болезненного процесса, они мало что говорят о том, как болезнь развивается. Моделей РПЖ на культуре тканей человека не существует, так как было бы опасно собирать клетки сетчатки у пациентов. Наконец, человеческие эмбриональные стволовые клетки могут быть полезны в исследованиях RP, но они чреваты этическими, юридическими и техническими проблемами.

Использование технологии iPS позволяет обойти эти ограничения и проблемы. Исследователи могут заставить собственные клетки кожи пациента вернуться в более простое состояние, подобное эмбриональным стволовым клеткам. Такие клетки "плюрипотентный," это означает, что они могут быть преобразованы в специализированные клетки различных типов.

В текущем исследовании команда CUMC использовала технологию iPS для преобразования клеток кожи, взятых у двух пациентов с РПЖ – каждый с разной мутацией MFRP – в клетки сетчатки, создавая индивидуальные для пациента модели для изучения болезни и тестирования потенциальных методов лечения.

Анализируя эти клетки, исследователи обнаружили, что основной эффект мутаций MFRP заключается в нарушении регуляции актина, белка, составляющего цитоскелет, основы, придающей клетке структурную целостность. "Обычно цитоскелет выглядит как серия соединенных шестиугольников," сказал доктор. Цанг. "Если клетка теряет эту структуру, она теряет способность функционировать."

Исследователи также обнаружили, что MFRP работает в тандеме с другим геном, CTRP5, и что для нормальной регуляции актина необходим баланс между двумя генами.

На следующем этапе исследования команда CUMC использовала аденоассоциированные вирусы (AAV) для введения нормальных копий MFRP в клетки сетчатки, полученные из iPS, успешно восстанавливая функцию клеток. Исследователи также использовали генную терапию, чтобы "спасать" мыши с RP из-за мутаций MFRP. По словам доктора. Цанг, мыши показали долгосрочное улучшение зрительной функции и восстановление количества фоторецепторов.

"Это исследование предоставляет доказательства как in vitro, так и in vivo, что потерю зрения, вызванную мутациями MFRP, потенциально можно лечить с помощью генной терапии AAV," сказал соавтор Дитер Эгли, доктор философии, доцент кафедры биологии клеток развития (в педиатрии) в CUMC, который также связан с New York Stem Cell Foundation.

Доктор. Цанг считает, что этот подход также можно использовать для изучения других форм RP. "Благодаря исследованиям секвенирования генома с РП были связаны сотни новых генетических орфографических ошибок," он сказал. "Но до сих пор у нас было очень мало способов выяснить, действительно ли они вызывают заболевание. В принципе, iPS-клетки могут помочь нам определить, действительно ли эти гены вызывают RP, понять их функцию и, в конечном итоге, разработать индивидуальные методы лечения."

3 комментария к “Стволовые клетки для конкретного пациента и персонализированная генная терапия”

Оставьте комментарий