Entwicklung von Protokollen zur Modellierung genetischer Krankheiten mithilfe induzierter pluripotenter Stammzellen

Jüngste Fortschritte haben gezeigt, dass Zellen aus menschlichen Blut-, Haut- und Urinproben in Stammzellen umprogrammiert werden können. Diese werden als induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) bezeichnet und haben viele Eigenschaften mit embryonalen Stammzellen gemeinsam, darunter eine unbegrenzte Proliferationsfähigkeit und das Potenzial, jede Zelle im Körper zu werden. Vorteilhafterweise vermeidet die Verwendung von iPSCs die ethischen Schwierigkeiten, die mit embryonalen Stammzellen einhergehen, und ermöglicht die Erzeugung von iPSC-Linien, die repräsentativ für die Krankheit sind. Beispielsweise könnten wir einer Person, bei der die Huntington-Krankheit diagnostiziert wurde, und ihrem nicht betroffenen Geschwister Hautproben entnehmen und mithilfe dieser Technologie iPSC-Linien von beiden Personen generieren. Mit diesen iPSCs könnten wir von der Krankheit betroffene Zellpopulationen aus den betroffenen und nicht betroffenen Individuen erzeugen, diese Zellen verwenden, um zu erforschen, warum bestimmte Zellpopulationen von der Krankheit betroffen sind, und neue Behandlungen zur Bekämpfung des Krankheitsverlaufs testen, wodurch wir im Wesentlichen eine „Krankheit in einer Schüssel“ erzeugen. Dies ist nur ein Beispiel von vielen, bei denen diese Technologie eingesetzt werden könnte. Wir können auch Gen-Editing-Techniken nutzen, um isogene Kontrollen zu generieren oder krankheitsbedingte Mutationen einzufügen, um den Krankheitsphänotyp zu beurteilen.

Obwohl sich die Erzeugung von iPSC-Linien bei mehreren Krankheitshintergründen bewährt hat, müssen viele Aspekte ihrer nachgelagerten Verwendung noch bestimmt werden. Insbesondere müssen robuste Protokolle entwickelt werden, um iPSCs auf Zellschicksale wie Neuronen oder Blutzellen auszurichten, um die Anwendung von iPSCs bei der Krankheitsmodellierung und dem Arzneimittelscreening vollständig zu realisieren.

Bei dieser Studie werden menschliche Blut-, Haut- oder Urinproben von Personen mit einer Reihe genetischer Krankheiten sowie von Personen, bei denen keine Krankheit diagnostiziert wurde, als Kontrollpersonen entnommen. Diese Proben werden zur Generierung von iPSC-Linien für die Entwicklung von Differenzierungs- und Krankheitsphänotypisierungsprotokollen verwendet.