سیستم های عصبی سه بعدی مبتنی بر iPSCs: یک رویکرد چند وجهی برای مدل سازی بیماری و کشف دارو
تاریخ انتشار: یکشنبه 25 خرداد 1399
| امتیاز:
پروتکل های دو بعدی مبتنی بر سلول های بنیادی پرتوان القایی(iPSCs) دیدگاه های ارزشمندی را در مورد پاتوفیزیولوژی بیماری های عصبی ارائه کرده اند. با این حال، این سیستم ها قادر به شبیه سازی ویژگی های پیچیده ساختار سلولی، برهمکنش های سلول-سلول و بافت-بافت شبیه بافت های مشابه طبیعی نیستند. پروتکل های کشت مبتنی بر سه بعدی(3D)، اگرچه در ابتدای راه قرار دارند اما دیدگاه های جدیدی را در مدل سازی بیماری های انسانی ارائه کرده اند. ارگانوئیدهای عصبی انسانی سعی در شبیه سازی تنوع سلولی بافت های پیچیده دارند و می توانند از iPSCs تولید شوند تا پاتوفیزیولوژی طیف وسیعی از بیماری ها را تولید کنند. 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 ساخته است. در نتیجه، مدل های اختلالات عصبی روانی، بیماری های عفونی، سرطان مغز و آسیب هیپوکسی مغزی می تواند از چشم اندازهای جدیدی بررسی شود. در این مطالعه مروری، ما پیشرفت های صورت گرفته در مدل سازی بیماری های عصبی روانی و عصبی با استفاده از ارگانوئیدهای مشتق از iPSCs و استفاده بالقوه از آن ها برای ایجاد داروهای جدید را در نظر می گیریم.
Cells. 2019 Nov 14;8(11):1438. doi: 10.3390/cells8111438.
iPSCs-Based Neural 3D Systems: A Multidimensional Approach for Disease Modeling and Drug Discovery
Gianluca Costamagna 1, Luca Andreoli 1, Stefania Corti 1, Irene Faravelli 1
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