سلول های کبدی مشتق از سلول بنیادی جهت آزمایش دارو و مدل سازی بیماری

تاریخ انتشار: یکشنبه 07 تیر 1394 | امتیاز: Article Rating

تفاوت های بین حیوانات و انسان در مسیرهای کبدی در حال حاضر ناگزیر به استفاده از مدل های آزمایشگاهی کبد انسانی جهت کاربردهای متعددی از جمله غربالگری دارو است. با این حال، سلول های کبدی اولیه انسانی جدا شده (PHHs) منبعی محدود جهت ساخت برخی مدل های با نقص اعضاء دهنده می باشند. در مقابل، سلول های بنیادی جنینی انسان (hESCs) و سلول های پرتوان القاء شده (iPSCs) را می توان تقریباً به طور نامحدود تکثیر و در محیط آزمایشگاه با استفاده از فاکتورهای محلول پدید آمده از گسترش کبدی به سلول های شبه کبدی تمایز داد. علاوه بر این، iPSCs را می توان از بیماران با پیش زمینه ژنتیکی خاصی جهت مطالعه ارتباط بین ژنوتیپ و فنوتیپ ایجاد نمود. در حالی که پروتکل های فعلی hESCs و iPSCs را به سلول های شبه کبدی (hESC-HHs and iPSC-HHs) تمایز می دهند، هنوز هم به بهبود عملکرد سلول های زمینه ای که به لحاظ عملکردی مشابه کبد بالغین می باشند نیاز دارند، در حال حاضر مطالعات اثبات مفهوم استفاده از این سلول ها را در گسترش دارو و مدل سازی بیماری های کبدی مانند نقص آلفا-1 آنتی تریپسین، عفونت های ویروسی هپاتیت B/C و مالاریا را نشان داده اند. در اینجا، یک نمای کلی از الگوهای کشت hESC-HH و iPSC-HH که برای برنامه های کاربردی فوق استفاده شده اند، را ارائه می دهیم. همچنین در مورد استفاده از ابزار ساخته شده به صورت میکرو نیمه هادی جهت کنترل دقیق ریزمحیط اطراف این سلول ها به منظور بالا بردن توانایی و عملکرد طولانی مدت کبد در محیط آزمایشگاه بحث می نمائیم. در نهایت، در مورد حوزه هایی برای بهبود در ایجاد نسل بعدی مدل های کبدی مشتق از سلول بنیادی بحث می نمائیم. در آینده، سلول های شبه کبدی مشتق از سلول بنیادی می توانند یک منبع سلولی دائمی را برای غربالگری داروهای با استفاده زیاد، درک بهتر مکانیسم بیماری های کبدی انسان جهت توسعه درمان های مؤثرتر و ایمن تر، و درمان های شخصی بر پایه سلول در بالین ایجاد نمایند.

Discov Med. 2015 May;19(106):349-58.

Stem cell-derived liver cells for drug testing and disease modeling.

Abstract

Differences between animals and humans in liver pathways now necessitate the use of in vitro models of the human liver for several applications such as drug screening. However, isolated primary human hepatocytes (PHHs) are a limited resource for building such models given shortages of donor organs. In contrast, human embryonic stem cells (hESCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs) can be propagated nearly indefinitely and differentiated into hepatocyte-like cells in vitro using soluble factors inspired from liver development. Additionally, iPSCs can be generated from patients with specific genetic backgrounds to study genotype-phenotype relationships. While current protocols to differentiate hESCs and iPSCs into human hepatocyte-like cells (hESC-HHs and iPSC-HHs) still need improvement to yield cells functionally similar to the adult liver, proof-of-concept studies have already shown utility of these cells in drug development and modeling liver diseases such as α1-antitrypsin deficiency, hepatitis B/C viral infections, and malaria. Here, we present an overview of hESC-HH and iPSC-HH culture platforms that have been utilized for the aforementioned applications. We also discuss the use of semiconductor-driven microfabrication tools to precisely control the microenvironment around these cells to enable higher and longer-term liver functions in vitro. Finally, we discuss areas for improvement in creating next generation stem cell-derived liver models. In the future, stem cell-derived hepatocyte-like cells could provide a sustainable cell source for high-throughput drug screening, enabling better mechanistic understanding of human liver diseases for the development of more efficacious and safer therapeutics, and personalized cell-based therapies in the clinic.

PMID: 26105698
ثبت امتیاز
نظرات
در حال حاضر هیچ نظری ثبت نشده است. شما می توانید اولین نفری باشید که نظر می دهید.
ارسال نظر جدید

تصویر امنیتی
کد امنیتی را وارد نمایید:

آرشیو سالانه
آرشیو سالانه
نظرات خوانندگان
نظرات خوانندگان