Die Kombination von induzierten pluripotenten Stammzelltechnologie und der genetischen Korrektur an Muskeldystrophie behandeln

Forscher an der University of Minnesota Lillehei Heart Institute haben genetische Reparatur mit zellulären Reprogrammierung kombiniert, um Stammzellen in der Lage, die Muskelregeneration in einem Mausmodell für Duchenne erzeugen Muskeldystrophie (DMD) .

Die Forschung, die Proof-of- Prinzip sorgt für die Machbarkeit der Kombination von induzierten pluripotenten Stammzellen-Technologie und der genetischen Korrektur Muskeldystrophie zu behandeln , könnte ein wichtiger Schritt bei der autologen Zell-basierte Therapien für DMD und ähnlichen Bedingungen beinhalten und sind daher den Weg zu ebnen für die Prüfung der Vorgehensweise in umprogrammiert menschlichen pluripotenten Zellen von Muskeldystrophie -Patienten.

Die Forschung ist in der veröffentlichten Nature Communications.

Um eine sinnvolle und effektive Muskeldystrophie Therapie im Mausmodell zu erzielen, University of Minnesota Forscher kombinierten drei bahnbrechende Technologien .

Zuerst umprogrammiert Forscher Hautzellen in "pluripotent " Zellen - Zellen mit der Fähigkeit zur Differenzierung zu einem reifen Zelltypen innerhalb eines Organismus. Die Forscher erzeugten pluripotenten Zellen aus der Haut von Mäusen, die Mutationen im Dystrophin und Utrophin Gene tragen , so dass die Mäuse, um einen schweren Fall von Muskeldystrophie entwickelt , ähnlich wie der Typ in der menschlichen DMD Patienten gesehen. Dies bot eine Plattform , die imitieren würden , was wäre theoretisch in der menschlichen Modellen auftreten .

Die zweite Technik verwendet wird, ist eine genetische Korrekturwerkzeug an der University of Minnesota entwickelt : das Transposon Sleeping Beauty , ein Stück DNA , die in das menschliche Genom springen , die nützliche Gene mit ihm. Lillehei Heart Institute Forscher Dornröschen auf ein Gen namens "Mikro- Utrophin " auf die pluripotenten Zellen sie versuchten , zu differenzieren zu liefern.

Ähnlich wie Dystrophin kann menschlichen Mikro Utrophin Muskelfaserfestigkeitzu unterstützen und im ganzen Körper zu verhindern Muskelfaserverletzung . Aber ein Hauptunterschied zwischen den beiden ist , wie jeweils durch das Immunsystem empfunden. Da Dystrophin ist in Muskeldystrophie -Patienten vorhanden ist, kann seine Anwesenheit eine verheerende Reaktion des Immunsystems aufgefordert. Aber in den gleichen Patienten , ist utrophin aktiven und funktionellen , so dass es im wesentlichen " unsichtbare" für das Immunsystem . Diese Unsichtbarkeit ermöglicht die Mikro Utrophin um das Dystrophin ersetzen und Fortschritt , den Prozess der Bau und die Reparatur der Muskelfasern innerhalb des Körpers.

Die dritte Technik verwendet wird, ist eine Methode, um die Skelettmuskulatur Stammzellen aus pluripotenten Zellen zu produzieren - eine in der Arbeitsgruppe von Rita Perlingeiro , Ph.D., der Principal Investigator der aktuellen Studie entwickelten Verfahren .

Perlingeiro Die Technologie beinhaltet die Angabe pluripotenten Zellen eine kurze Puls eines Muskels Stammzellen Protein namens Pax3 . Die Pax3 Protein schiebt die pluripotenten Zellen zu Muskelstammzellen zu werden, und ermöglicht es ihnen , exponentiell in der Anzahl erweitert werden. Die Pax3 induzierte Muskelstammzellen wurden dann in dem gleichen Stamm von Muskeldystrophie Mäusen aus dem die pluripotenten Stammzellen wurden ursprünglich abgeleitet zurück transplantiert.

Zusammen schufen die Plattformen Muskel - Stammzellen zu erzeugen , die nicht durch das körpereigene Immunsystem abgestoßen würden. Nach Perlingeiro führten die transplantierten Zellen auch in den dystrophischen Mäusen , die Erzeugung funktioneller Muskel und die Reaktion auf Muskelfaserverletzung .

"Wir waren sehr zufrieden damit, die neu gebildeten Muskelfasern ausgedrückt die Marker der Korrektur , einschließlich Utrophin ", sagte Perlingeiro ein Lillehei ausgestattet Gelehrter im Lillehei Heart Institute und außerordentlicher Professor an der University of Minnesota Medical School. " Allerdings ist eine sehr wichtige Frage nach der Transplantation , wenn diese behoben Zellen würden selbst zu erneuern , und neue Muskel-Stammzellen zusätzlich zu den neuen Muskelfasern. "

Durch die Schädigung des transplantierten Muskels und beobachten sie sich selbst zu reparieren , zeigten die Forscher , dass die Zelltransplantate begabt die Empfängermäuse mit voll funktionsfähigen Muskelstammzellen .

Das neueste Projekt von der U of M bietet die Proof-of- Prinzip für die Machbarkeit der Kombination von induzierten pluripotenten Stammzellen-Technologie und der genetischen Korrektur Muskeldystrophie behandeln.

"Durch den Einsatz korrigiert induzierten pluripotenten Stammzellen zum Ziel diese spezifische genetische Erkrankung als wirksam erwiesen bei der Wiederherstellung -Funktion ", sagte Antonio Filareto , Ph.D., ein Postdoctoral Fellow in Perlingeiro Labor und der Hauptautor der Studie. "Dies sind sehr aufregende Zeiten für die Forschung an Muskeldystrophie Therapien. "

Diese Studien ebnen den Weg für die Prüfung dieses Ansatzes in umprogrammiert menschlichen pluripotenten Zellen von Muskeldystrophie -Patienten.

Nach Perlingeiro " Entwicklung von Methoden , um genetisch Reparatur Muskeldystrophie in menschlichen Zellen und Nachweis von Muskel aus diesen Zellen abgeleitet sind kritisch kurzfristigen Meilensteine ​​, sowohl für das Feld und für unser Labor. Testing in Tiermodellen ist wesentlich für die Entwicklung wirksamer Technologien , aber wir blieben konzentrierte sich auf bringen diese Technologien in den Einsatz in menschlichen Zellen und die Bühne für Studien in menschlichen Patienten . "