مدل سازی کاردیومیوپاتی دیابتی با استفاده از سلول های بنیادی پرتوان القایی مشتق از کاردیومیوسیت: پیشرفت های اخیر و مدل های نوظهور
تاریخ انتشار: چهارشنبه 16 آبان 1397
| امتیاز:
بار جهانی دیابت طی دهه های گذشته به طور چشمگیری افزایش داشته است و در سال 2017 تقریبا 4 میلیون نفر مرگ به دلیل دیابت و مشکلات قلبی عروقی اتفاق افتاده است. کاردیومیوپاتی دیابتی یک مشکل شایع دیابت با علایم اولیه عملکرد نامناسب دیاستولی و هایپرتروفی بطن چپ است که در ادامه با عملکرد نامناسب سیستولی و نهایتا نارسایی قلبی دنبال می شود. یک مدل آزمایشگاهی که فرایندهای کلیدی کاردیومیوپاتی دیابتی را شبیه سازی کند، ابزار مفیدی را برای بررسی مکانیسم های بیماری دخیل و درک هر چه بیشتر بیماری ارائه می کند و به موجب آن به طور بالقوه ای استراتژی های درمانی بیماران را ارتقا می بخشد. با توجه به ظرفیت تکثیری و پتانسیل تمایزی آن ها، سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(iPSCs) یک منبع سلولی نوظهور را برای چنین سیستم مدلی ارائه می کنند و کاردیومیوسیت های مشتق از سلول های بنیادی پرتوان القایی برای ایجاد سایر مدل های بیماری مربوط به قلب و عروق استفاده شده اند. در این جا ما پیشرفت های اخیرا ایجاد شده را بحث می کنیم و چالش هایی که باید در مدل سازی کاردیومیوپاتی دیابتی بر آن ها فائق شد را بحث می کنیم و فوکوس خاصی روی سیستم های مبتنی بر iPSCs خواهیم داشت. مقالات اخیر و هم چنین داده های اولیه که در این جا ارائه شده است، امکان تولید کاردیومیوسیت های با فنوتیپ دیابتی که به انسولین مقاوم باشند، مدیریت کلسیمی مختل شده ای داشته باشند و دچار هایپرتروفی باشند را نشان می دهد. با این حال، ایجاد فنوتیپ کاملا متابولیک و دارای عملکردی از کاردیومیوسیت های دیابتی هنوز مقدور نشده است.
Stem Cell Rev. 2018 Oct 20. doi: 10.1007/s12015-018-9858-1. [Epub ahead of print]
Diabetic Cardiomyopathy Modelling Using Induced Pluripotent Stem Cell Derived Cardiomyocytes: Recent Advances and Emerging Models.
Granéli C1,2, Hicks R3, Brolén G3, Synnergren J4, Sartipy P4,5.
Abstract
The global burden of diabetes has drastically increased over the past decades and in 2017 approximately 4 million deaths were caused by diabetes and cardiovascular complications. Diabetic cardiomyopathy is a common complication of diabetes with early manifestations of diastolic dysfunction and left ventricular hypertrophy with subsequent progression to systolic dysfunction and ultimately heart failure. An in vitro model accurately recapitulating key processes of diabetic cardiomyopathy would provide a useful tool for investigations of underlying disease mechanisms to further our understanding of the disease and thereby potentially advance treatment strategies for patients. With their proliferative capacity and differentiation potential, human induced pluripotent stem cells (iPSCs) represent an appealing cell source for such a model system and cardiomyocytes derived from induced pluripotent stem cells have been used to establish other cardiovascular related disease models. Here we review recently made advances and discuss challenges still to be overcome with regard to diabetic cardiomyopathy models, with a special focus on iPSC-based systems. Recent publications as well as preliminary data presented here demonstrate the feasibility of generating cardiomyocytes with a diabetic phenotype, displaying insulin resistance, impaired calcium handling and hypertrophy. However, capturing the full metabolic- and functional phenotype of the diabetic cardiomyocyte remains to be accomplished.
PMID: 30343468