Gennembrud i direkte omdannelse af humane celler fra den ene type til den anden


Gennembrud i direkte omdannelse af humane celler fra den ene type til den anden

I et gennembrud for regenerativ medicin og vævsteknik har forskere udviklet et værktøj, som vil hjælpe forskere til direkte at omdanne menneskelige celler fra den ene type til den anden. De ser gennembrudet som at bringe regenerativ medicin et skridt tættere på voksende hele organer fra patienternes egne celler.

Forskerne siger, at deres prædiktive system tillader eksperimentelle biologer at omgå behovet for at skabe stamceller ved omdannelse af humane celler fra en type til en anden.

I en Naturgenetik Papir, teamet - ledet af forskere fra University of Bristol i Storbritannien - bemærker, at den nuværende metode til direkte omprogrammering af humane celler fra den ene type til den anden - kaldet "celletransdifferentiering" - tager lang tid, fordi den er afhængig af forsøg og fejl At finde de korrekte transkriptionsfaktorer.

Transskriptionsfaktorer er proteiner, der blandt andet hjælper med at regulere genekspression. Alle celler i vores krop bærer de samme gener, men forskellige gener udtrykkes og tavles i forskellige celletyper.

For at transdifferentiere en celle til en anden, skal du ændre arrangementet af hvilke gener der er tændt, og som er slukket - og derfor har du brug for et unikt sæt transkriptionsfaktorer afhængigt af hvilke gener du har at gøre med.

Der er en anden måde at skabe nye celler af en bestemt type på, og det er at gå via pluripotente stamceller - umodne eller forstadieceller, der endnu ikke har "bestemt" hvilken type celle de er. Men som Julian Gough - professor i bioinformatik i Bristol - forklarer, betyder deres prædiktive system, at du ikke behøver at gå ned ad denne vej:

"Barrieren for fremskridt på dette område er de meget begrænsede typer celler, som forskere kan producere. Vores system, Mogrify, er en bioinformatik ressource, der gør det muligt for eksperimentelle biologer at omgå behovet for at skabe stamceller."

Pluripotente stamceller kan bruges til at behandle mange forskellige medicinske tilstande og sygdomme. Der er to typer: embryonale og kunstige. Embryonale stamceller er afledt af embryoner, og mens de er de bedste stamceller, er der etiske bekymringer over deres brug - plus processen med at høste dem fra embryoner til terapeutisk brug er dyrt og svært.

De første menneskelige kunstige pluripotente stamceller blev skabt for næsten ti år siden af ​​et team ledet af Shinya Yamanaka, Kyoto-universitetet i Japan. Det tog dem lang tid - ved hjælp af forsøg og fejl - at finde de fire transkriptionsfaktorer, der tillod dem at omprogrammere fibroblaster fra musens hud til pluripotente stamceller. Siden da har forskere kun kunnet opdage flere konverteringer til menneskelige celler en håndfuld gange.

'Atlas of cellular reprogramming'

Prof. Gough siger, at Mogrify forudsiger, hvilke transkriptionsfaktorer der skal anvendes for at skabe en hvilken som helst menneskelig celletype direkte fra enhver anden celletype.

Med prof. Jose Polo fra Monash University i Australien testede Bristol-teamet systemet på to nye menneskelige celleomregninger - og lykkedes første gang i begge tilfælde. Prof. Gough noter:

"Den hastighed, hvormed dette blev opnået antyder, at Mogrify vil muliggøre oprettelsen af ​​et stort antal menneskelige celletyper i laboratoriet."

Det tog Bristol-teamet 5 år at konstruere algoritmen ved at samle information om genekspression med det af transkriptionelle regulatoriske netværk. De brugte data fra FANTOM's internationale konsortium (baseret på RIKEN, Japan), hvoraf Prof. Gough er en længerevarende medlem.

I papiret bemærkes, hvordan holdet "påførte Mogrify til 173 humane celletyper og 134 væv, der definerede en atlas af cellulær omprogrammering", og at algoritmen "korrekt forudsiger transkriptionsfaktorerne anvendt i kendte transdifferentieringer".

Prof. Gough opsummerer konsekvenserne af deres arbejde:

Evnen til at producere talrige typer af humane celler vil føre direkte til vævsterapier af enhver art, til behandling af tilstande fra leddegigt til makuladegeneration, til hjertesygdomme. Den fyldte forståelse på molekylær niveau af celleproduktion, der fører videre herfra, kan give os mulighed for at dyrke hele organer fra ens egne celler."

I et forsøg på at fremskynde fremskridt på banen har teamet lavet Mogrify online for andre forskere og forskere at bruge.

I november 2015, Medical-Diag.com Rapporterede en undersøgelse, hvor forskere omprogrammerede menneskelige hudceller direkte til serotoninfrigivende neuroner. Holdet identificerede en klynge af seks transkriptionsfaktorer til styring af celledifferentiering.

SCP-682 Hard to Kill Reptile document and Extermination Logs | Object Class Keter (Video Medicinsk Og Professionel 2024).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis