Haberler

Hastaya özel astrositleri incelemek için farklılaşma protokollerini ve deneysel analizleri optimize etmek

RIKEN BioResource Araştırma Merkezi ve Mitsubishi Tanabe Pharma Corporation ile ortak bir çabayla, Dr. Haruhisa Inoue (Profesör, Hücre Büyümesi ve Farklılaşması Bölümü, CiRA) liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, hasta kaynaklı indüklenen astrositlerden astrositler üretmek için bir farklılaşma protokolü geliştirdi. Astrosit ile ilişkili bir hastalığın modellenmesi için pluripotent kök (iPS) hücreler.

Çalışmaları şu dergide yayınlandı: Hücresel ve Moleküler Tıp Dergisi.

Merkezi sinir sistemindeki (yani beyin ve omurilik) iki ana destekleyici hücre türünden biri olan astrositler, felç ve Alzheimer hastalığı da dahil olmak üzere birçok insan hastalığındaki rolleri nedeniyle giderek daha fazla tanınmaktadır. Bu nedenle patofizyolojik durumda nasıl etkilendiklerini ve tedavi ve tedavi için hedeflenip hedeflenemeyeceklerini belirlemek kritik öneme sahiptir.

Araştırma ekibi daha önce iPS hücrelerinden (iPSC’ler) astrositler üretmek için “besleyicisiz” bir protokol oluşturmuştu, böylece hastalık modelleme ve ilaç keşfi mümkün olmuştu. Bununla birlikte, insan iPSC’den türetilmiş astrositlere dayanan yüksek verimli tarama platformları oluşturmak, büyük ölçekli operasyon potansiyeli olan sağlam ve tekrarlanabilir fonksiyonel analizler gerektirir.

Çeşitli astrositik fonksiyonları analiz etmek için bu tür deneysel boru hatları şu anda mevcut olmadığından, iPSC’den türetilmiş astrositlerin kullanıldığı terapötik geliştirme sınırlı olmuştur. Bu nedenle, bu çalışmada araştırmacılar öncelikle astrositlerin dahil olduğu ve hastalığın ilerlemesini önemli ölçüde etkileyebilecek hayati biyolojik süreçleri değerlendirmek için tasarlanmış çeşitli fonksiyonel analizleri doğrulamaya odaklandılar: sitokin salınımı, kalsiyum akışı, otofaji ve hücre göçü.

Nöroinflamasyon, özellikle de astrositlerden inflamatuar sitokinlerin salınması, hastalığın ilerlemesi sırasında veya yaralanmaları takiben beyin hücrelerine zarar verebilir. Bu nedenle araştırmacılar, iPSC’den türetilen astrositlerin, tümör nekroz faktörü-alfa (TNF-α) ve interlökin 1-beta (IL-1β) gibi inflamatuar uyaranlara duyarlı olup olmadığını belirledi. TNF-a veya IL-1β tedavisinin ardından araştırma ekibi, iPSC’den türetilmiş astrositlerden medyaya salınan sitokinleri tespit etti ve böylece bunların inflamatuar uyarıma karşı tepkilerini gösterdi.

Astrositik kalsiyum homeostazisi özellikle nöronal fonksiyonlar ve hayatta kalma için çok önemlidir. Araştırmacılar, iPSC’den türetilen astrositlerin ATP kaynaklı kalsiyum alımına maruz kalıp kalamayacağını incelediler ve astrositlerin kalsiyum akışında doza bağlı artışlar tespit ettiler.

Hücrelerdeki başlıca parçalayıcı yollardan biri olan otofaji, besin açlığı nedeniyle artar ve yalnızca nöronlarda değil aynı zamanda astrositlerde de olmak üzere nörodejeneratif hastalıklarda sıklıkla tehlikeye girer. Araştırmacılar normal ve açlık koşullarında bir floresan prob kullanarak otofajiyi ölçtüler ve iPSC’den türetilen astrositlerde açlıktan sonra otofajide bir artış gözlemlediler, kimyasal olarak bloke edildiğinde azaldı.

Astrositler, travmatik yaralanmalara ve diğer uyaranlara yanıt olarak yara iyileşmesine ve doku onarımına aracılık etmek için lezyon bölgelerine göç eder. Bu süreçler işlevsel iyileşmeyi büyük ölçüde etkileyebileceğinden araştırma ekibi ayrıca iPSC’den türetilen astrositlerin uyarıya yanıt olarak düzgün şekilde göç edip etmediğini de değerlendirdi. Hücrelerin bir hücre kültürü plakasının yüzeyinden kazındığı çizilme tahlili aracılığıyla, hem iPSC’den türetilen astrositlerin hem de birincil astrositlerin benzer şekilde yaralı bölgeye göç ettiğini gözlemlediler.

Son olarak, iPSC’den türetilen astrositlerin birincil astrositlere benzer şekilde davrandığını doğrulayan araştırma ekibi, daha sonra biri sağlıklı bir gönüllüden ve diğeri GFAP geninde mutasyon taşıyan bir Alexander hastalığı (AxD) hastasından oluşturulan iki iPSC soyundan astrositler üretti. Araştırmacılar, AxD iPSC’den türetilen astrositlerde GFAP pozitif agregatlarda önemli bir artış gözlemledi.

Özetle araştırma ekibi, iPSC’den türetilmiş astrositlerin birincil astrositlere benzer şekilde çalıştığını doğruladı. En önemlisi, onların çalışmaları iPSC’den türetilen astrositlerin in vitro hastalık veya yaralanma modeli olarak kullanılma potansiyelini ortaya koyuyor. Dahası, araştırmacılar tarafından incelenen analizler, hastaya özel hastalık koşulları altında astrositik fonksiyonları etkileyen kimyasal veya genetik faktörlerin belirlenmesi için yüksek verimli tarama hatları oluşturmak amacıyla adaptasyon için olgunlaşmış durumda.

Toplamda, bu çalışmadaki deney serisi, iPSC’den türetilmiş astrositler kullanılarak astrosit ile ilişkili çeşitli patolojilere karşı ilaç keşfinin önünü açıyor.



Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2024-04-optimizing-differentiation-protocols-experimental-assays.html

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu