سیستم های عصبی سه بعدی مبتنی بر iPSCs: رویکردی چند بعدی برای مدل سازی بیماری و کشف دارویی
تاریخ انتشار: چهارشنبه 24 اردیبهشت 1399
| امتیاز:
پروتکل های دو بعدی (2D) مبتنی بر سلول های بنیادی پرتوان القایی دیدگاه های ارزشمندی را در مورد پاتوفیزیولوژی بیماری های عصبی ارائه می دهند. با این حال، این سیستم ها قادر به شبیه سازی ویژگی های ساختاری سلولی، برهمکنش های سلول-سلول و بافت-بافت شبیه شرایط درون تنی نیستند. پروتکل های کشت مبتنی بر شرایط سه بعدی(3D)، هر چند در ابتدای راه هستند، اما دیدگاه های جدیدی را در مورد مدل سازی بیماری های انسانی ارائه داده اند. ارگانوئیدهای عصبی انسانی سعی به شبیه سازی تنوع سلولی بافت های پیچیده دارند و می توانند برای مدل سازی پاتوفیزیولوژی طیف وسیعی از پاتولوژی ها از سلول های iPS تولید شوند. پیوند iPSCs به مدل های موشی و بهبود پروتکل های تمایزی به سمت کشت های سه بعدی تولید سیستم های چند سلولی پیچیده تر را مقدور کرده است. در نتیجه، مدل های اختلالات عصبی روانی، بیماری های عفونی، سرطان مغز و آسیب هیپوکسیک مغز می تواند از چشم اندازهای جدیدی بررسی شود. در این مطالعه مروری، ما پیشرفت های صورت گرفته در مدل سازی بیماری های روانی و عصبی با استفاده از ارگانوئیدهای مشتق از iPSCs و استفاده بالقوه از آن ها در تکوین داروهای جدید را در نظر گرفته ایم.
Cells. 2019 Nov 14;8(11). pii: E1438. doi: 10.3390/cells8111438.
iPSCs-Based Neural 3D Systems: A Multidimensional Approach for Disease Modeling and Drug Discovery.
Costamagna G1, Andreoli L1, Corti S1, Faravelli I1.
Abstract
Induced pluripotent stem cells (iPSCs)-based two-dimensional (2D) protocols have offered invaluable insights into the pathophysiology of neurological diseases. However, these systems are unable to reproduce complex cytoarchitectural features, cell-cell and tissue-tissue interactions like their in vivo counterpart. Three-dimensional (3D)-based culture protocols, though in their infancy, have offered new insights into modeling human diseases. Human neural organoids try to recapitulate the cellular diversity of complex tissues and can be generated from iPSCs to model the pathophysiology of a wide spectrum of pathologies. The engraftment of iPSCs into mice models and the improvement of differentiation protocols towards 3D cultures has enabled the generation of more complex multicellular systems. Consequently, models of neuropsychiatric disorders, infectious diseases, brain cancer and cerebral hypoxic injury can now be investigated from new perspectives. In this review, we consider the advancements made in modeling neuropsychiatric and neurological diseases with iPSC-derived organoids and their potential use to develop new drugs.
PMID: 31739555