Επιστήμονες στην Ιατρική Σχολή UMass Chan ανέπτυξαν μια τεχνολογία για την απομόνωση ανθρώπινων σκελετικών μυϊκών βλαστοκυττάρων, ή προγονικών κυττάρων, από επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPSCs). Βαπτισμένα iMyoblasts σε ένα έγγραφο eLife από τον αντίστοιχο ερευνητή Charles P Emerson Jr., Ph.D., αυτά τα μυϊκά βλαστοκύτταρα που προέρχονται από ασθενή επιτρέπουν στους ερευνητές να συνεχίσουν τις εργαστηριακές έρευνες για τις πρώτες επιπτώσεις των μεταλλάξεων που προκαλούν ασθένειες στο σχηματισμό και τη λειτουργία των μυών. Τα βλαστοκύτταρα που προέρχονται από ασθενείς, όπως οι iMyoblasts, αποτελούν βασικό θεμέλιο για προκλινικά εργαστηριακά μοντέλα για πολλές γνωστές ανθρώπινες μυϊκές δυστροφίες. Η τεχνολογία iMyoblast έχει τη δύναμη να προάγει τη γονιδιακή θεραπεία για τις ανθρώπινες μυϊκές δυστροφίες—χρησιμοποιώντας στρατηγικές όπως η σίγαση RNA, η επεξεργασία DNA και η θεραπεία με βλαστοκύτταρα—για κλινικές εφαρμογές.
“Αυτό είναι ένα κρίσιμο βήμα για την ανάπτυξη θεραπειών γονιδιακής επεξεργασίας”, δήλωσε ο Δρ Έμερσον, καθηγητής νευρολογίας. “Απαιτούνται εργαστηριακά μοντέλα ανθρώπινης μυϊκής δυστροφίας για την ανάπτυξη αυτών των θεραπευτικών ουσιών πριν από την κλινική χρήση σε ασθενείς. Τα iPSC μπορούν να παραχθούν εύκολα σε ιστοκαλλιέργεια με επαναπρογραμματισμό των σωματικών κυττάρων του ασθενούς, συμπεριλαμβανομένων των κυττάρων βιοψίας δέρματος και μυών”, είπε ο Emerson. “Χρησιμοποιώντας μόρια που είναι γνωστό ότι κατευθύνουν την ωρίμανση των μυϊκών κυττάρων κατά την ανάπτυξη, μπορούμε να δημιουργήσουμε μυϊκά προγονικά κύτταρα που μπορούν να διαφοροποιηθούν σε σκελετικούς μυς και να αναπαραχθούν για να αναγεννήσουν ή να επισκευάσουν τους μυς. Αυτό γίνεται ένα σημαντικό εργαλείο στην εργαλειοθήκη μας για τη διερεύνηση και την ανάπτυξη θεραπευτικών μεθόδων για μυϊκές δυστροφίες.”
Υπάρχουν περισσότερες από 40 γνωστές μυϊκές δυστροφίες που προκαλούνται από γενετικές μεταλλάξεις που επηρεάζουν τη μυϊκή λειτουργία. Αυτές οι διαταραχές έχουν ποικίλες ηλικίες έναρξης και κλινική βαρύτητα, αλλά τις περισσότερες φορές καταλήγουν σε σοβαρές σωματικές αναπηρίες και πρόωρο θάνατο. Για πολλές δεκαετίες, οι ασθενείς με μυϊκή δυστροφία εμφανίζουν προοδευτική μυϊκή αδυναμία και μειωμένη κινητικότητα, καθιστώντας τις καθημερινές εργασίες δύσκολες και συχνά αδύνατο να εκτελεστούν ακόμη και κατά την πρώιμη νόσο. Συνολικά, υπάρχουν λιγότερες από 200.000 περιπτώσεις μυϊκής δυστροφίας που διαγιγνώσκονται κάθε χρόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, αλλά αυτή η παρατεταμένη εξέλιξη της νόσου επιβαρύνει σημαντικά τους ασθενείς και τις οικογένειές τους και το σύστημα υγειονομικής περίθαλψης.
Το πρωταρχικό όφελος των iMyoblasts είναι η ικανότητά τους να αναγεννούνται ή να πολλαπλασιάζονται για να δημιουργούν περισσότερα προγονικά κύτταρα εκτός από τη διαφοροποίηση σε ώριμα μυϊκά κύτταρα. Πριν από περισσότερα από 25 χρόνια, οι επιστήμονες αποκάλυψαν τη βιολογία πίσω από το πώς τα έμβρυα δημιουργούν ώριμους μυς. Ένα άλλο άλμα προς τα εμπρός έγινε πριν από περίπου 10 χρόνια, όταν αναπτύχθηκαν μέθοδοι για την παραγωγή διαφοροποιημένων μυών από τα iPCS ασθενών. Αλλά αυτές οι προηγούμενες τεχνολογίες ήταν περιορισμένες στην ικανότητά τους να δημιουργούν μυϊκά βλαστοκύτταρα που μπορούν να διαφοροποιήσουν και να αναγεννήσουν τους μύες. Η χρησιμότητά τους στο εργαστήριο και την κλινική, όπου οι οργανισμοί πρέπει να ανταποκριθούν στον τραυματισμό και την ηλικία, παρεμποδίστηκαν από αυτούς τους περιορισμούς.
Αντίθετα, τα κύτταρα του δέρματος που λαμβάνονται από έναν ασθενή με οποιαδήποτε μορφή μυϊκής δυστροφίας μπορούν να μετατραπούν σε προγονικά κύτταρα iMyoblast. Όταν οι iMyoblasts εμβολιάζονται στη συνέχεια σε ζωικά μοντέλα, δημιουργούν ενήλικα ανθρώπινα μυϊκά κύτταρα με τη μετάλλαξη που προκαλεί μυϊκή δυστροφία. Αυτά τα μοντέλα ασθενειών είναι το κλειδί για την ανάπτυξη νέων θεραπευτικών μεθόδων με δυνατότητα θεραπείας μυϊκών δυστροφιών. “Η ανάπτυξη μοντέλων όλων αυτών των διαφορετικών μεταλλάξεων μυϊκής δυστροφίας είναι δύσκολη. Όχι μόνο υπάρχουν περισσότερες από 40 μοναδικές μορφές μυϊκής δυστροφίας και ένα πλήθος μεταλλάξεων, αλλά η λήψη μυϊκών κυττάρων από έναν ασθενή συνήθως απαιτεί επεμβατική μυϊκή βιοψία. Και αυτό που λαμβάνετε από τη βιοψία είναι συχνά κατεστραμμένα βλαστοκύτταρα. Με τους iMyoblasts , το μόνο που χρειαζόμαστε είναι μερικά κύτταρα δέρματος ασθενών και μπορούμε να έχουμε μοντέλα ζωικής και κυτταρικής καλλιέργειας για μελέτη”.