تصحیح ژن در iPSCهای مختص بیماران برای تکوین درمان و مدل سازی بیماری
تاریخ انتشار: شنبه 22 خرداد 1395
| امتیاز:
این کشف که سلول های بالغ می توانند برای پرتوان شدن بازبرنامه ریزی شوند و تکوین اندونوکلئازهای مهندسی شده برای تقویت ویرایش ژنوم دو مورد از هیجان آورترین و تاثیرگذارترین پیشرفت های تکنولوژی در پزشکی و علوم مدرن بوده است. سلول های بنیادی پرتوان القایی دارای پتانسیل تثیبت سیستم های مدل برای مطالعه زیست شناسی تکوینی انسان و مکانیسم های بیماری ها هستند. تصحیح ژن در iPSCهای مختص بیماران نیز می تواند منبع جدیدی را برای سلول درمانی اتولوگ ارائه دهد. اگرچه بحث ویرایش دقیق ژنوم در iPSCهای انسانی دارای تاریخچه ای چالش بر انگیز است اما تکوین ابزارهای ویرایش ژنومی جدید، شامل ZENs، TALENs و CRISPR این امر دست یافتنی تر شده است. iPSCهای مشتق از بیمارانی با بیماری ها متنوع ویرایش شده تا موتاسیون های مربوط به بیماری تصحیح شوند و رده های سلولی ایزوژنی تولید شود. بعد از تمایز مستقیم، بسیاری از iPSCهای تصحیح شده عملکردی شدن احیا شده ای را نشان دادند و پتانسیل شان در سلول درمانی جایگزین را نشان دادند. در مجموع آنالیزهای وسیع ژنومی iPSC های تصحیح شده ژنی دقت بالای اندونوکلئازهای مهندسی شده را نشان داد. چالش های باقی مانده در کاربرد بالینی این تکنولوژی ها شامل حفظ یکپارچگی کلون های iPSC و سلول های تمایز یافته بود. با توجه به پبشرفت سریع در تکنولوژی های ویرایش ژن، تصحیح ژن دیگر سدی در تکوین سلول درمانی و ژن درمانی های مبتنی بر iPSC ها محسوب نمی شود؛ و تولید انواع سلول های دارای عملکرد و قابل کاربرد از iPSCها بزرگ ترین چالش باقی مانده است که نیاز دارد مطالعات بیشتری در این زمینه صورت گیرد.
Hum Genet. 2016 Jun 2. [Epub ahead of print]
Gene correction in patient-specific iPSCs for therapy development and disease modeling.
Jang YY1, Ye Z2.
Abstract
The discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent and the development of engineered endonucleases for enhancing genome editing are two of the most exciting and impactful technology advances in modern medicine and science. Human pluripotent stem cells have the potential to establish new model systems for studying human developmental biology and disease mechanisms. Gene correction in patient-specific iPSCs can also provide a novel source for autologous cell therapy. Although historically challenging, precise genome editing in human iPSCs is becoming more feasible with the development of new genome-editing tools, including ZFNs, TALENs, and CRISPR. iPSCs derived from patients of a variety of diseases have been edited to correct disease-associated mutations and to generate isogenic cell lines. After directed differentiation, many of the corrected iPSCs showed restored functionality and demonstrated their potential in cell replacement therapy. Genome-wide analyses of gene-corrected iPSCs have collectively demonstrated a high fidelity of the engineered endonucleases. Remaining challenges in clinical translation of these technologies include maintaining genome integrity of the iPSC clones and the differentiated cells. Given the rapid advances in genome-editing technologies, gene correction is no longer the bottleneck in developing iPSC-based gene and cell therapies; generating functional and transplantable cell types from iPSCs remains the biggest challenge needing to be addressed by the research field.
PMID: 27256364