Die Schaffung von Lungenoberfläche Gewebe in einem Dish Könnte die Behandlung für Zystische Fibrose Blei

Harvard Stammzellforscher am Massachusetts General Hospital (MGH ) haben einen wichtigen Schritt bei der Herstellung möglich, die Entdeckung in relativ naher Zukunft eines Medikaments zur Kontrolle genommen Mukoviszidose (CF) , eine tödliche Lungenkrankheit, die etwa 500 Menschenleben fordert jedes Jahr , mit jährlich 1.000 neue Fälle diagnostiziert.

Beginnend mit den Hautzellen von Patienten mit CF , Jayaraj Rajagopal , MD , und seine Kollegen zum ersten Mal erstellt induzierte pluripotente Stammzellen ( iPS-Zellen) , und dann verwendet werden , um diese Zellen menschlichen krankheitsspezifische funktionieren Lungenepithels das Gewebe, das die Atemwege und ist zu erstellen , der Ort der meisten tödlichen Aspekt der CF , wobei die Gene verursachen irreversible Lungenerkrankung und unerbittlich Atemstillstand.

Das Gewebe, das die Forscher jetzt können in unbegrenzten Mengen im Labor wachsen , enthält die delta- 508 -Mutation , die für etwa 70 Prozent aller Fälle CF und 90 Prozent von denen, die in den Vereinigten Staaten verantwortlich Gens. Das Gewebe enthält auch die G551D -Mutation eines Gens, das in etwa 2 Prozent CF Fälle und die Ursache der Krankheit , für die es jetzt ein Medikament beteiligt ist.

Die Arbeit basiert auf dem Umschlag dieses Monats vorge Cell Stem CellZeitschrift, die online erscheint . Postdoc Hongmei Mou , PhD, ist in erster Autor auf dem Papier , und Rajagopal ist der leitende Autor .

Mou Credits Erlernen der zugrunde liegenden Entwicklungsbiologie in Mäusen als Schlüssel, um große Fortschritte in zwei Jahren . "Ich war in der Lage, diese Lektionen zu den iPS -Zellsysteme gelten ", sagte sie . "Ich war angenehm überrascht, die Forschung ging so schnell, und es macht mich aufgeregt, um zu denken wichtigen Dinge sind in Reichweite. Es öffnet sich die Tür für die Identifizierung neuer kleiner Moleküle [ Drogen ], um Lungenerkrankungen zu behandeln. "

Doug Melton , PhD, Co-Direktor des Harvard Stem Cell Institute , sagte: " Diese Arbeit ist es möglich, Millionen von Zellen für Wirkstoff-Screening zu erzeugen , und zum ersten Mal menschliche Patienten -Zellen als Ziel verwendet werden. " Melton , der auch Co-Vorsitzender der Harvard inter- Fakultät Institut für Stammzellforschung und Regenerative Biology and die Xander Universitätsprofessor , fügte hinzu: " Ich würde erwarten , rasche Fortschritte in diesem Bereich jetzt sehen, dass menschliche Zellen , die sehr Zellen, die sind bei der Krankheit defekt ist, können für das Screening verwendet werden. "

Rajagopal sagte: "Der Schlüssel zum Erfolg war das Ökosystem der Harvard Stem Cell Institute und MGH . HSCI Ermittler Pionier der Strategien, die wir verwendet , half uns bei der Bank, und gab uns Ratschläge, wie man unser Wissen über die Entwicklung der Lunge mit kombinieren ihre aufregende neue Plattformen. in der Tat haben wir auch genossen einen wundervollen Zusammenarbeit mit Darrell Kotton Labor an der Boston University , die in der Lage, Mauszellen in das Lungengewebe umwandeln war . Diese Interaktionen wirklich geholfen Kraftstoff uns voraus . "

Das Epithelgewebe am MGH Zentrum für Regenerative Medizin erstellt von Rajagopal und seine Kollegen stellt auch Forscher mit den gleichen Zellen, die in einer Reihe von gemeinsamen Lungenerkrankungen , einschließlich Asthma , Lungenkrebs beteiligt sind , und chronische Bronchitis Und kann die Entwicklung neuer Erkenntnisse und Behandlungen in diesen Bedingungen als auch zu beschleunigen.

"Wir reden hier nicht über eine Heilung für CF ; . Wir über ein Medikament, das Hauptproblem bei der Krankheit trifft reden Dies ist die Schlüsseltechnologie , die Ihnen erlauben , dass in wenigen Jahren passieren", sagte Rajagopal ein Harvard Medical School assistant Professor of Medicine.

Auch ein Arzt als Lungenfacharzt ausgebildet , die Spezialität , die CF-Patienten behandelt , Rajagopal sagte: " Wenn wir über Forschung und Fortschritte zu sprechen, Spendern und Patienten fragen:" Wenn Wie schnell ? " Und wir normalerweise zögern, zu beantworten. Aber wir haben jetzt jedes einzelne Stück , die wir für den letzten Anstoß . So habe ich alle Hoffnung, dass wir eine Therapie in wenigen Jahren. "

Zystischer Fibrose , die ihre Opfer in der Kindheit oder der frühen Kindheit zu erreichen verwendet , hat sich zu einem Killer von denen in den 30ern entwickelt, weil Behandlungen der Infektionen , die die Krankheit zu charakterisieren haben sich verbessert. Doch trotz dieser Fortschritte hat es nur geringe Fortschritte bei der Behandlung der zugrunde liegenden Erkrankung , die die überwiegende Mehrheit der Patienten betrifft : einen Defekt in einem einzelnen Gen , das mit dem Flüssigkeitshaushalt in den Oberflächenschichten der Atemwege behindert und führt zu einer Verdickung der Schleim , Atembeschwerden und wiederholte Infektionen und Krankenhausaufenthalte .

Die Entdeckung und die jüngsten FDA-Zulassung des Medikaments Ivacaftor , die die G551D Defekt in etwa 2 Prozent der CF-Patienten gesehen korrigiert , wurde als Proof of Concept zu zeigen, dass die Krankheit kann mit einem herkömmlichen molekularen Behandlung angegriffen werden serviert. Tatsächlich wurde Ivacaftor durch Screenen Tausende von Medikamenten auf ein weit weniger als ideale Zelllinie gefunden. Am Ende, viele Medikamente, die auf dieser Zelllinie gut funktioniert als unwirksam erwiesen , wenn auf echte menschliche Atemwegsgewebeverwendet .

Echten menschlichen Atemwege Gewebe ist der Goldstandard vor der Medikamente in der klinischen Erprobung , aber es war äußerst schwierig , das Gewebe von Patienten zu erhalten , und wenn es erhalten werden konnten , wird das Gewebe im Labor nur selten überlebt lange - alle erstellt eine wichtige Engpass in Screenen nach einer Therapie. Aber durch die Schaffung von iPS-Zellen , die das gesamte Genom eines CF Patienten enthalten und Regie diejenigen Zellen in Lungen- Vorläuferzellen , die dann in Epithel entwickeln zu entwickeln , wird die Gruppe , um diesen Schlüssel Problem gelöst haben .

Rajagopal , der seine eigene Postdoktoranden-Stipendium in Melton Labor in der ersten Hälfte des vergangenen Jahrzehnts nach seiner Ausbildung in Lungenheilkunde hat , sagte, dass mit sowohl der G551D und 508 Gene im Epithelgewebe bietet eine Möglichkeit , um zu beweisen , dass das Gewebe wird wirksam bei der Prüfung Medikamente gegen CF.

"Wir haben den perfekten Zelllinie geschaffen , um zu zeigen , dass das Medikament gibt, die gegen die G551D -Mutation arbeitet arbeitet in diesem System , und dann werden wir in der Wirtschaft , um für ein Medikament gegen delta 508 Bildschirm sind, " sagte er. "Wir werden bald wissen, dass die Zelllinie arbeitet . Wir wissen, es macht bonafide Atemwegsepithel , und wir erledigen den Beweis des Prinzips , dass das Gewebe richtig reagiert auf die einzige bekannte Medikament haben . Wir denken, dies ist der nahezu idealen Gewebe Plattform zur Herstellung eines Arzneimittels für die meisten CF finden "

Rajagopal Labor hat zahlreiche andere Zelllinien geschaffen, um weiter zeigen, dass eine CF- Medikament, das bei einem Patienten arbeitet sollte in andere zu arbeiten und zu sehen, ob dies ein Gebiet, das einen persönlicheren Ansatz in der Medizin erlaubt.

" Ich bin sehr gespannt auf die Zusammenarbeit mit der Gemeinschaft der Pneumologen , die in CF zu konzentrieren, um Therapien zu generieren. Dies wird nach der bemerkenswerten Arbeit , die das CF-Gen identifiziert , die mehr als zwei Jahrzehnten. Wir freuen uns , ich bin sehr aufgeregt, dass CF kann den Weg in Lungenerkrankung erneut , durch den Nachweis , dass unsere iPS -Plattform können die Krankheiten, die sehr viel weniger gut verstanden sind, zu erkennen ist. CF hat mehr als zwei Jahrzehnten von großer Biologie dahinter. der Grund haben wir uns für diese Krankheit zuerst angreifen war wegen dieser bahnbrechenden Arbeit , die uns nutzen Sie unser System mit einem sehr festen Fundament lässt ", sagte Rajagopal .