تولید ارگانوئیدهای پانکراسی(POs) مشتق از سلول های بنیادی انسانی برای پزشکی بازساختی
تاریخ انتشار: دوشنبه 24 تیر 1398
| امتیاز:
دیابت شیرین وابسته به انسولین یا دیابت شیرین نوع یک(T1DM) یک مشکل اتوایمن است که بوسیله فقدان سلول های بتای پانکراسی مشخص می شود. رویکرد درمانی برای بیماران شامل پیوند پانکراسی و جزایر پانکراسی است. با این وجود، این گزینه ها بدلیل کمبود رو به افزایش اهدا کننده های اندام و نیاز به داروهای سرکوب کننده ایمنی با محدودیت هایی مواجه است. زنوپیوند جزایر خوکی به طور گسترده ای بررسی شده است. با این وجود، زنو ایمنی قوی و خطر انتقال رترو ویروس های اندوژن خوکی، کاربرد آن ها در بالین را محدود کرده است. تولید سلول های شبه بتا از سلول های بنیادی یکی از امیدوار کننده ترین استراتژی ها در پزشکی بازساختی است. سلول های بنیادی جنینی و اخیرا سلول های بنیادی بالغ در حال حاضر امیدوار کننده ترین منبع سلولی برای تولید سلول های بتای دارای عملکرد در شرایط آزمایشگاهی است. شماری از مطالعات نشان داده اند که سلول های بنیادی می توانند ارگانوئیدهای پانکراسی(POs) دارای عملکرد را تولید کنند که زمانی که مدل های دیابتی پیش درمانگاهی مختلف پیوند می شوند، قادر به احیای گلیسمی طبیعی هستند. با این وجود، از دست رفتن تدریجی عملکرد و مرگ سلولی نیز معمولا زمانی که ارگانوئیدهای پانکراسی به جانوران سازگار از نظر ایمنی پیوند شدند، تشخیص داده شده است. تاکنون، مشکل اصلی که باید حل شود، از دست رفتن جزایر بعد از پیوند به دلیل حمله ایمنی میزبان است. برای جلوگیری از این مشکل، نانوتکنولوژی شماری از پلیمرها را ارائه کرده است که در حال حاضر در حال بررسی برای میکرو و ماکرو کپسوله کردن جزایر پانکراسی هستند. این رویکردهای جدید، در کنار حفاظت ایمنی ارگانوئیدهای پانکراسی قادر به تهیه اکسیژن و مواد غذایی و حفظ مورفولوژی ارگانوئیدهای پانکراسی و بقای طولانی مدت آن ها هستند. در این جا، ما اطلاعات موجود در مورد ارگانوئیدهای پانکراسی زیست مهندسی شده و پلت فرم تمایزی سلول های بنیادی را خلاصه می کنیم. هم چنین ما استراتژی های آزمایشگاهی استفاده شده برای تولید ارگانوئیدهای پانکراسی دارای عملکرد و پروتکل هایی که در حال حاضر برای حفاظت ایمنی علیه حمله ایمنی میزان( ماکرو و میکرو کپسوله کردن) استفاده می شوند را بحث می کنیم. علاوه براین، مرتبط ترین تحقیقات بالینی در حال انجام و موانع مطرح شده برای حرکت به سمت کاربرد بالینی، توصیه شده است.
Adv Exp Med Biol. 2019 Apr 26. doi: 10.1007/5584_2019_340. [Epub ahead of print]
Generation of Human Stem Cell-Derived Pancreatic Organoids (POs) for Regenerative Medicine.
Navarro-Tableros V1, Gomez Y2, Brizzi MF2, Camussi G3,4.
Abstract
Insulin-dependent diabetes mellitus or type 1 diabetes mellitus (T1DM) is an auto-immune condition characterized by the loss of pancreatic β-cells. The curative approach for highly selected patients is the pancreas or the pancreatic islet transplantation. Nevertheless, these options are limited by a growing shortage of donor organs and by the requirement of immunosuppression.Xenotransplantation of porcine islets has been extensively investigated. Nevertheless, the strong xenoimmunity and the risk of transmission of porcine endogenous retroviruses, have limited their application in clinic. Generation of β-like cells from stem cells is one of the most promising strategies in regenerative medicine. Embryonic, and more recently, adult stem cells are currently the most promising cell sources exploited to generate functional β-cells in vitro. A number of studies demonstrated that stem cells could generate functional pancreatic organoids (POs), able to restore normoglycemia when implanted in different preclinical diabetic models. Nevertheless, a gradual loss of function and cell dead are commonly detected when POs are transplanted in immunocompetent animals. So far, the main issue to be solved is the post-transplanted islet loss, due to the host immune attack. To avoid this hurdle, nanotechnology has provided a number of polymers currently under investigation for islet micro and macro-encapsulation. These new approaches, besides conferring PO immune protection, are able to supply oxygen and nutrients and to preserve PO morphology and long-term viability.Herein, we summarize the current knowledge on bioengineered POs and the stem cell differentiation platforms. We also discuss the in vitro strategies used to generate functional POs, and the protocols currently used to confer immune-protection against the host immune attack (micro- and macro-encapsulation). In addition, the most relevant ongoing clinical trials, and the most relevant hurdles met to move towards clinical application are revised.
PMID: 31025308