เส้นทางสู่ความก้าวหน้าของการศึกษาพรีคลินิกเกี่ยวกับโรคความเสื่อมของระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับอายุ: มุมมองต่อแบบจำลองที่ได้จากสัตว์ฟันแทะและ HiPSC ตอนที่ 5

ข้อดีของระบบเซลลูล่าร์และแบบจำลองโรคที่ได้มาจาก hiPSC

แพลตฟอร์มการสร้างแบบจำลองโรคและการค้นพบยาที่ได้รับการปรับปรุง

ศักยภาพของแบบจำลอง ในหลอดทดลอง ที่ใช้ hiPSC ในการให้ข้อมูลอย่างสูงสำหรับ NDD ที่มีการตรวจสอบองค์ประกอบทางพันธุกรรมของมนุษย์นั้นอยู่ในระดับสูง

ความสัมพันธ์ระหว่างพันธุกรรมของมนุษย์กับความทรงจำเป็นประเด็นที่มีการพูดถึงกันมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสังคมยุคใหม่ ซึ่งเรามุ่งเน้นไปที่การพัฒนาและการเรียนรู้ส่วนบุคคล แม้ว่าข้อมูลทางพันธุกรรมของเราจะกำหนดลักษณะพื้นฐานของเราตั้งแต่แรกเกิด แต่ความจำก็แตกต่างจากลักษณะคงที่ เช่น ความสูงและสีผิว แต่สามารถปลูกฝังและปรับปรุงได้ และมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวัน

ประการแรก การวิจัยทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าความจำไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับยีนทางพันธุกรรม แม้ว่าบางคนจะเกิดมาฉลาดกว่าคนอื่นๆ แต่ในระยะยาว ความจำสามารถค่อยๆ ดีขึ้นได้ผ่านการเรียนรู้และการฝึกฝน ในกระบวนการเรียนรู้ของเราตั้งแต่ชั้นประถมศึกษาจนถึงมหาวิทยาลัย เราจำเป็นต้องใช้และปรับปรุงความจำของเราอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงผลการเรียนของเรา ตัวอย่างเช่น เราจดจำปัญหาและแนวทางแก้ไขผ่านการทบทวนและฝึกฝนซ้ำๆ ซึ่งจะช่วยฝึกความสามารถในการจดจำของเรา

ประการที่สอง วิถีชีวิตที่มีสุขภาพดียังช่วยความจำของเราได้มาก สุขภาพกายมีผลกระทบอย่างมากต่อความจำ เช่น การนอนหลับที่เพียงพอ การรับประทานอาหารเพื่อสุขภาพ และการออกกำลังกายในระดับปานกลาง เราเริ่มต้นจากร่างกายของเราเองและรักษาสุขภาพให้แข็งแรงด้วยการออกกำลังกายและวิถีชีวิตที่ดีต่อสุขภาพซึ่งจะทำให้ความจำของเราชัดเจนและคมชัดยิ่งขึ้น

สุดท้ายนี้ เรายังสามารถขยายความสามารถในการจดจำของเราได้ด้วยการขยายขอบเขตอันไกลโพ้นของเราให้กว้างขึ้นและมีส่วนร่วมในสิ่งใหม่ๆ ต่างๆ อย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น เราสามารถลองเรียนรู้ภาษาใหม่และมีส่วนร่วมในกิจกรรมทางสังคม เช่น การเดินทาง และประสบการณ์เหล่านี้สามารถสร้างความทรงจำในจิตใจของเราได้มากขึ้น

กล่าวโดยสรุป ความสัมพันธ์ระหว่างพันธุกรรมของมนุษย์และความทรงจำนั้นซับซ้อนและหลากหลาย และแน่นอนว่าจะมีความแตกต่างที่สอดคล้องกันตามความแตกต่างทางพันธุกรรมส่วนบุคคล แต่เราไม่ควรละเลยสิ่งที่เราสามารถทำได้: การพัฒนาความจำและความสามารถในการจัดการตนเองผ่านการเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง การมีสุขภาพดี และการขยายขอบเขตอันไกลโพ้นอย่างต่อเนื่องเป็นวิธีที่ดีที่สุดสำหรับเราในการเอาชนะความแตกต่างทางพันธุกรรม จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำของเรา และ Cistanche ก็สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche เป็นยาจีนโบราณที่มีลักษณะพิเศษมากมาย หนึ่งในนั้นคือการปรับปรุงความจำ ประสิทธิภาพของ Cistanche มาจากส่วนผสมออกฤทธิ์หลายชนิด รวมถึงกรดแทนนิก โพลีแซ็กคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ไกลโคไซด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถส่งเสริมสุขภาพสมองได้หลายวิธี

คลิกรู้เพื่อปรับปรุงหน่วยความจำระยะสั้น

ความสามารถในการเชื่อมโยงยีนผู้สมัคร NDD กับฟีโนไทป์ของเซลล์ เช่น RNA และโปรไฟล์การแสดงออกของโปรตีน การเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา และลายเซ็นทางชีวเคมีในเซลล์ที่ได้มาจาก hiPSC ช่วยอำนวยความสะดวกในการศึกษาเกี่ยวกับวิธีการแสดงองค์ประกอบทางพันธุกรรมของมนุษย์ของ NDD ที่ซับซ้อน เช่น AD และ PD ระดับเซลล์

นอกจากนี้ hiPSC ยังช่วยให้สามารถรวมความซับซ้อนทางพันธุกรรมของภูมิหลังทางพันธุกรรมของผู้ป่วยในแบบจำลอง ซึ่งมักจะถูกปฏิเสธ (เช่น แบบจำลองทางเคมี) หรือทำให้ง่ายเกินไป (เช่น แบบจำลองสัตว์ที่แปรผันแบบโมโนเจเนติก)

เป็นที่ทราบกันดีว่าการเริ่มมีอาการ การลุกลาม และความรุนแรงของการเสื่อมของระบบประสาทนั้นถูกกำหนดโดยปัจจัยทางพันธุกรรมที่ซับซ้อนและการทำงานร่วมกันของตัวแปรทางพันธุกรรมหลายอย่างที่มีผลกระทบค่อนข้างน้อย

ภูมิทัศน์ทางพันธุกรรมโดยธรรมชาติที่บันทึกไว้ในแบบจำลอง hiPSC ที่ได้มาจากผู้ป่วย ช่วยให้เราสามารถตรวจสอบปัจจัยทางพันธุกรรมและปัจจัยทางชีววิทยา ควบคู่ไปกับความสามารถในการสร้างแบบจำลอง NDD ในหลอดทดลองที่มีความเที่ยงตรงสูงแบบโมดูลาร์ เพื่อสร้างความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับชีววิทยาโรค เทคโนโลยี hiPSC เป็นตัวแทนของมนุษย์เพียงกลุ่มเดียวที่มีอยู่ในปัจจุบัน - แบบจำลองที่ใช้จับภาพภูมิทัศน์ทางพันธุกรรมทั้งหมดของผู้ป่วย

นอกจากนี้ ความเป็นไปได้ที่จะใช้เทคโนโลยีการแก้ไขจีโนม เช่น CRISPR-Cas9 โดยใช้ hiPSC ช่วยให้สามารถสร้างแบบจำลองการสร้างไอโซเจนิกสำหรับการประเมินตัวแปรทางพันธุกรรมที่แม่นยำได้ นอกจากความสามารถในการปรับขนาดแล้ว hiPSC ยังสามารถต่ออายุได้เองอีกด้วย

ดังนั้น โมเดลที่ได้มาจาก hiPSC จึงถือเป็นระบบการศึกษาพรีคลินิกระดับแนวหน้าที่น่ามีแนวโน้ม นอกจากนี้ ความหลากหลายทางพันธุกรรมของมนุษย์ที่จับได้จากความจุ hiPSC ที่ได้รับจากผู้ป่วย ทำให้เหมาะสำหรับการประเมินแนวทาง "ยาเฉพาะบุคคล"

ความสามารถในการคัดกรองปฏิกิริยาแต่ละอย่างต่อการรักษาอย่างมีประสิทธิผล และระบุผู้ที่ไม่ตอบสนองหรือผู้ที่ตอบสนองไม่ดีก่อนให้ยาในสถานพยาบาล ยังเน้นย้ำถึงความเหมาะสมของแบบจำลองที่ได้มาจาก hiPSC สำหรับการประเมินทางคลินิกล่วงหน้า (รูปที่ 2)

โดยรวมแล้ว ข้อมูลที่เป็นไปได้ที่สร้างขึ้นผ่านการศึกษาพรีคลินิกในแบบจำลอง hiPSC นั้นแข็งแกร่ง เกี่ยวข้องกับอาสาสมัครที่เป็นมนุษย์ และจำเป็นต่อการนำไปใช้ในการออกแบบการทดลองทางคลินิก (เช่น การแบ่งชั้นของวิชาที่ศึกษา) เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของผลลัพธ์

ก้าวข้ามขีดจำกัดของโมเดลสัตว์

hiPSC นำเสนอวิธีการเอาชนะปัญหาต่างๆ ที่มีอยู่ในแบบจำลองสัตว์ในปัจจุบัน ดังที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ประการแรก แบบจำลองที่ได้มาจาก iPS เป็นแพลตฟอร์มที่อิงจากมนุษย์สำหรับการประเมินการรักษาที่เป็นไปได้ในภูมิทัศน์ทางพันธุกรรมที่แท้จริงของโรคในมนุษย์

ประการที่สอง ด้วยการรับเซลล์จากผู้ป่วย ปัญหาทางเทคนิคหลายประการเกี่ยวกับวิธีที่ดีที่สุดในการสร้างแบบจำลองการกลายพันธุ์ของโรคในมนุษย์จึงถูกหลีกเลี่ยง เนื่องจากแบบจำลองดังกล่าวมีภูมิหลังทางพันธุกรรมที่เป็นเอกลักษณ์ของผู้ป่วย ประการที่สาม เซลล์ hiPSC สามารถเข้าถึงได้ง่ายในการจัดการทางพันธุกรรมและเภสัชวิทยา ทำให้สามารถตรวจวิเคราะห์โครงสร้างและการทำงานที่มีปริมาณงานสูงเพื่อประเมินฟีโนไทป์ของโรค

ด้วยเหตุนี้ เมื่อเร็ว ๆ นี้เราได้พัฒนาแบบจำลองเซลล์ประสาท DA ที่ได้มาจาก hiPSC ที่ได้รับจากผู้ป่วย PD ที่มี SNCA triplication เพื่อประเมิน LV GT แบบออลอินวันที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดระดับ SNCA การแทรกแซง LV ของเราประสบความสำเร็จในการลดระดับ SNCA และช่วยฟีโนไทป์ที่เกี่ยวข้องกับโรคผ่านการสร้างปฏิกิริยาออกซิเดชั่นสปีชีส์ (ROS) และการอนุรักษ์ความมีชีวิตของเซลล์ 140

ประการที่สี่ เมื่อเปรียบเทียบกับแบบจำลองสัตว์ฟันแทะมาตรฐาน การสร้างแบบจำลองที่ใช้ hiPSC ในหลอดทดลองสามารถทำได้ในระยะเวลาที่สั้นกว่าอย่างเห็นได้ชัด ตามลำดับ 30 วัน เมื่อเทียบกับแบบจำลองสัตว์ที่มีช่วงกว้างตั้งแต่เดือนถึงปี

ประการที่ห้า และสอดคล้องกับประเด็นก่อนหน้า โมเดลที่ใช้ hiPSC มีราคาถูกกว่าและใช้พลังงานน้อยกว่าโมเดลสัตว์ฟันแทะอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงภาระหน้าที่ในการดูแลสัตว์และโครงสร้างพื้นฐาน กฎระเบียบ ตลอดจนการฝึกอบรมและข้อกำหนดการปฏิบัติตามข้อกำหนด การสร้างแบบจำลองโรคพรีคลินิกทางเศรษฐกิจที่เพิ่มขึ้นช่วยเพิ่มการเข้าถึงสำหรับกลุ่มวิจัยเพื่อประเมินการรักษาเชิงสมมุติ ปรับปรุงความสามารถในการแปลและปรับปรุงประสิทธิภาพการพัฒนา DMT ในที่สุด202

โดยรวมแล้ว ข้อดีเหล่านี้ทำให้แบบจำลองที่ได้มาจาก hiPSC มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการศึกษาการเสื่อมของระบบประสาท และแบบจำลองดังกล่าวมีศักยภาพในการสร้างการค้นพบใหม่ๆ ที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ก่อนหน้านี้และแบบจำลองโรคในสัตว์

การศึกษาที่ได้รับการทบทวนที่นี่แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นและคุณค่าของการผนวกรวมแบบจำลอง hiPSC แบบ 2 มิติและ 3 มิติในการศึกษากลไกของ NDD ซึ่งชี้แจงปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับสาเหตุของโรคและวิถีทางที่ทำให้เกิดโรค เช่นเดียวกับในการศึกษาการแปลและการค้นพบยา เช่น การระบุเป้าหมายในการรักษาโรคและการตรวจสอบความถูกต้อง .

แบบจำลอง NDD ที่ได้มาจาก hiPSC ร่วมกันแสดงถึงการก้าวกระโดดในการวิจัยทางการแพทย์ผ่านการสร้างแบบจำลองโรคที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งมีความเป็นไปได้อย่างมาก โดยมีการทดลองที่สั้นกว่าซึ่งคุ้มค่าคุ้มราคาและอาจที่สำคัญที่สุดคือ แม่นยำ และเหมาะสมกับการสร้างแบบจำลองโรคในมนุษย์

รูปที่ 2 แผนผังของขั้นตอนการพัฒนายา DMT ที่ปรับปรุงแล้วสำหรับ NDD ผ่านการรวมตัวกันที่เพิ่มขึ้น และ/หรือการทดแทนแบบจำลองที่ได้มาจาก hiPSC การพัฒนา DMT เชิงสมมุติใดๆ เริ่มต้นด้วยขั้นตอนการค้นพบ ซึ่งครอบคลุมทั้งการระบุเป้าหมายของยีนที่เกี่ยวข้องและกลไกของโรค

แบบจำลองโรคที่ตามมาจะได้รับการคิดค้นขึ้นในระยะพรีคลินิกช่วงต้น เพื่อสำรวจพยาธิสรีรวิทยาของโรคในเซลล์ และตรวจสอบความถูกต้องของเป้าหมายยา รวมถึงการคัดกรองเบื้องต้นและการเพิ่มประสิทธิภาพของ CGT-IPs/DMT ในระยะเริ่มแรก การพัฒนา DMT แบบก้าวหน้า รวมถึงการพัฒนาแบบจำลองเพิ่มเติมและการตรวจสอบเป้าหมาย ตลอดจนการตรวจสอบผลกระทบนอกเป้าหมาย เกิดขึ้นในระหว่างช่วงกลางพรีคลินิก

เมื่อ DMT ดำเนินไป ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับฤทธิ์ทางเภสัชจลนศาสตร์และเภสัชพลศาสตร์จะได้รับในช่วงปลายพรีคลินิก การใช้แบบจำลองที่ได้มาจาก hiPSC ที่เพิ่มขึ้นในระยะเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่น่าสนใจสำหรับขั้นตอนการพัฒนายาที่มีอยู่ด้วยเหตุผลหลายประการ กล่าวคือ มีความคุ้มทุน ใช้งานได้หลากหลาย และที่สำคัญที่สุด เอาชนะข้อจำกัดโดยธรรมชาติหลายประการของโมเดลสัตว์ของ NDD ที่มีอยู่

ในขั้นตอนนี้ แอปพลิเคชัน IND อาจถูกส่งเพื่อขอ DMT เชิงสมมุติ ซึ่งปัจจุบันมีวัตถุประสงค์สำคัญ 4 ประการที่ต้องปฏิบัติตาม DMT ที่เกิดขึ้นใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง CGT-IP: (1) การเลือกเป้าหมาย (2) การพัฒนาและการปรับสารประกอบตะกั่วให้เหมาะสม (3) การเริ่มต้น และหลักเกณฑ์การให้ยาที่เพิ่มขึ้น และ (4) การสร้างความเป็นไปได้และ ROA

แต่ละสิ่งเหล่านี้สามารถประดับด้วยลูกปัดได้อย่างถูกต้องและเหมาะสมด้วยการทดแทนแบบจำลองที่ใช้ hiPSC ในการศึกษาพรีคลินิก จากนั้น DMT อาจได้รับการอนุมัติจาก FDA เพื่อเริ่มการทดลองทางคลินิก

การรวมแบบจำลองที่ใช้ hiPSC ในระยะ 1a เพิ่มเติมอาจรวมอยู่ด้วย ซึ่งจะช่วยอำนวยความสะดวกในการคัดกรองผู้สมัครที่ได้รับการปรับปรุงในระยะการสรรหาบุคลากร และการระบุผู้ที่มีศักยภาพไม่ตอบสนองหรือผู้ตอบสนองที่ไม่ดีโดยอิงจากการศึกษาทางพันธุกรรมพรีคลินิก

DMT ที่สามารถพิสูจน์ความปลอดภัยได้ในระยะที่ 1a จากนั้นจะเข้าสู่การทดลองทางคลินิกระยะที่ 1, 2 และ 3 หลังจากนั้น สารที่มีผลเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญจะได้รับการอนุมัติตามระเบียบข้อบังคับของ New Drug Application (NDA) และจะถูกปล่อยให้ผู้บริโภคใช้โดยมีการเฝ้าระวังด้านเภสัชกรรมต่อไปเพื่อระบุตัวยาที่ไม่ปรากฏหลักฐานก่อนหน้านี้ ผลลัพธ์ที่ไม่พึงประสงค์เมื่อเวลาผ่านไป

ข้อจำกัดของเวลาและความสามารถในการทำซ้ำของโมเดลในหลอดทดลองที่ได้มาจาก hiPSC

เทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงของ hiPSC เกิดขึ้นในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา และประโยชน์ของเทคโนโลยีดังกล่าวสำหรับการสร้างแบบจำลองโรคและการประเมิน DMT เชิงสันนิษฐานในพรีคลินิกนั้นค่อนข้างแปลกใหม่

เช่นเดียวกับเทคโนโลยีเกิดใหม่อื่นๆ จำเป็นต้องพิจารณาข้อจำกัดหลายประการเมื่อพยายามสร้างลักษณะทางชีววิทยาของ NDD ขึ้นมาใหม่อย่างแม่นยำ ประการแรกและสำคัญที่สุด การฝึกฝน hiPSC และการสร้างแบบจำลองเซลล์ที่แม่นยำและเชื่อถือได้อาจมีราคาแพง ใช้แรงงานมาก และใช้เวลานาน โดยเฉลี่ยแล้ว มีค่าใช้จ่าย 10 ดอลลาร์000 ถึง 25 ดอลลาร์สหรัฐ000 ในการตรวจสอบสาย hiPSC ในมาตรฐานที่เหมาะสมสำหรับการวิจัยทางการแพทย์203

กระบวนการของการเขียนโปรแกรมใหม่ การสร้างความแตกต่าง และการสุกแก่จะยืดเยื้อออกไป การเขียนโปรแกรมเซลล์ของเนื้อเยื่อเริ่มต้นใหม่เป็น hiPSC อาจใช้เวลาอย่างน้อย 20 ถึง 30 วัน151 และการสร้างความแตกต่างและการสุกแก่ของเซลล์ที่ตามมาจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทเซลล์และวิธีการที่ใช้ ตัวอย่าง การสร้างเซลล์ประสาทที่โตเต็มที่ แอสโตรไซต์ และไมโครไกลเลียแคนต้องใช้เวลาตั้งแต่ 6 ถึง 15 สัปดาห์,204 4 ถึง 9 สัปดาห์,205,206 หรือ 5 ถึง 9 สัปดาห์,164,207 ตามลำดับ

เป็นผลให้นักวิจัยมักนิยมใช้เซลล์ต้นกำเนิดเป็นตัวกลางที่เสถียรสำหรับการทดลอง เนื่องจากเซลล์เหล่านี้เป็นตัวแทนของประเภทเซลล์เป้าหมายในวงกว้างและสามารถสร้างได้ในกรอบเวลาที่เร็วกว่า204 ดังนั้น ข้อจำกัดด้านเวลาและต้นทุนที่จำเป็นสำหรับการสร้างระบบ hiPSCmodel อาจ นำเสนอข้อกังวลแก่กลุ่มวิจัยหลายกลุ่ม

นอกจากนี้ เวลาที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาฟีโนไทป์ของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับโรคที่สำคัญในเซลล์ที่ได้มาจาก hiPSC ก็เป็นข้อพิจารณาในการสร้างแบบจำลอง NDD ในขณะที่ผู้ป่วยต้องใช้เวลาหลายสิบปีในการแสดงอาการทางคลินิกและพยาธิวิทยา ฟีโนไทป์ของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับโรคในแบบจำลองที่ได้มาจาก hiPSC จะถูกตรวจพบประมาณ 2 เดือนหลังการเจริญเติบโต208

อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดเกิดขึ้นจากอายุขัยที่จำกัดของการเพาะเลี้ยงแบบจำลองที่ใช้ hiPSC ซึ่งอาจไม่เพียงพอสำหรับการพัฒนาภาพที่สมบูรณ์ที่คล้ายกับโรคในระดับเซลล์และเนื้อเยื่อ

กลยุทธ์ที่มุ่งเร่งกระบวนการสร้างความแตกต่างและการสุกแก่ เช่น การรวมตัวกันของตัวยับยั้ง Notch และ g-secretase เพื่อลดระยะเวลาการเจริญเติบโต209 และ neurogenin-2 (Ngn2) หรือ NeuroD1การแสดงออกมากเกินไป158 ประสบความสำเร็จบางส่วนและทำให้เกิดข้อกังวลอื่นๆ ที่เกิดขึ้นจากการแสดงออกนอกมดลูก

ข้อจำกัดอื่นๆ เกี่ยวข้องกับการทำซ้ำของระบบในการทดลองซ้ำๆ และความแปรปรวนแบบโมเดลต่อโมเดลโดยธรรมชาติ รวมถึงความพ่ายแพ้เกี่ยวกับความบริสุทธิ์ของวัฒนธรรมที่ได้มาจาก hiPSC และการมีอยู่ของประชากรเซลล์ต่างชนิดที่ไม่พึงประสงค์ 210

ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องคำนึงถึงความแตกต่างในประชากรเซลล์เมื่อใช้แบบจำลองโรคที่ได้มาจาก hiPSC โดยเฉพาะอย่างยิ่งการคัดกรอง inDMT และการประเมินประสิทธิภาพ ยิ่งไปกว่านั้น วัฒนธรรม hiPSC ได้รับการรายงานว่าแสดงถึงความไม่แน่นอนของจีโนม และมีแนวโน้มที่จะได้รับความผิดปกติทางพันธุกรรมและการกลายพันธุ์ในระหว่างการขยายเซลล์และการเขียนโปรแกรมใหม่

ต้องใช้ความระมัดระวังในการใช้สายไอโซเจนิกที่สร้างขึ้นโดยเทคนิคการแก้ไขจีโนมต่างๆ เนื่องจากผลกระทบนอกเป้าหมายที่อาจเกิดขึ้น (เช่น ความแปรปรวนของโคลนโดยไม่ได้ตั้งใจข้ามสายไอโซเจนิกและการกลายพันธุ์นอกเป้าหมาย)212,213 ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องประเมินเป็นระยะๆ ความเสถียรของจีโนมของ hiPSC เพื่อให้แน่ใจว่าการคัดกรอง DMT ที่เข้มงวด

ความท้าทายในการสรุปพยาธิสรีรวิทยา NDD ประปรายและฟีโนไทป์ของเซลล์

ความซับซ้อนของ NDD และการขาดคุณสมบัติที่ครอบคลุมและความเข้าใจกลไกของฟีโนไทป์ของเซลล์ทำให้เกิดความท้าทายในความสามารถในการสรุปพวกมันด้วยแบบจำลองเซลลูลาร์ รวมถึงระบบที่ใช้ hiPSC

สาเหตุของ NDD นั้นซับซ้อนและมีหลายปัจจัย รวมถึงปัจจัยเสี่ยงด้านโพลีจีนิก (เช่น ยีนหลายตัวและตัวแปรต่างๆ) เครื่องหมายอีพีเจเนติกส์ อายุ เพศ และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ตัวกระตุ้นความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน ซึ่งบางปัจจัยก็ยากต่อการกระตุ้น โดยเฉพาะในรายการต่างๆ มากมายไม่รู้จบ รวมกันในระบบห้องปฏิบัติการ

นอกจากนี้ AD-PDmodels ที่ได้มาจาก hiPSC ส่วนใหญ่ได้มาจากผู้ป่วยที่มีการกลายพันธุ์ในครอบครัวซึ่งเป็นเพียงสัดส่วนที่น้อยมากของผู้ป่วยโดยรวม เนื่องจากกลไกที่สนับสนุนรูปแบบครอบครัวและแบบกระจัดกระจายอาจไม่ชัดเจน จึงมีความจำเป็นต้องสร้างแบบจำลองที่ได้มาจาก hiPSCs และไฟโบรบลาสต์ที่ได้รับจากผู้ป่วย sAD หรือ PD ประปราย

เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ ความคิดริเริ่มเกี่ยวกับคลังเซลล์ของผู้ป่วยได้เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ซึ่งรวมถึง Applied StemCell (ASC), California Institute for Regenerative Medicine (CiRA), Cedars Sinai Induced Pluripotent Stem Cell Core, European Bank for Induced Pluripotent StemCells (EBiSC), Korean National Stem Cell Bank (KSCB), NationalInstitute of Aging (NIA) , สถาบันแห่งชาติด้านความผิดปกติทางระบบประสาทและโรคหลอดเลือดสมอง (NINDS), สถาบันวิทยาศาสตร์การแพทย์ทั่วไปแห่งชาติ (NIGMS) และสถาบันวิจัย WiCell (WiCell) (ตาราง S2)

การเติบโตที่คาดหวังของคอลเลกชันเหล่านี้จะช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างแบบจำลองที่ได้มาจาก hiPSC ซึ่งเหมาะสมกับการวิจัย sAD ทั่วไปและ PD ประปราย

อย่างไรก็ตาม แบบจำลอง hiPSC ที่ได้มาจากผู้ป่วย NDD ประปรายจะสร้างฟีโนไทป์ของเซลล์ที่เหมาะสมซึ่งมีลักษณะเฉพาะของ AD181 และ PD216 จากการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อม เช่น การสัมผัสกับสารพิษต่อระบบประสาท และการเหนี่ยวนำทางเคมีของความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน

นอกจากนี้การศึกษาล่าสุดเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของโปรตีนในไมโตคอนเดรียและความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่เพิ่มขึ้นใน hiPSCs ที่เกิดจากผู้ป่วย sAD แม้ว่าจะขาดพยาธิวิทยา Ab และเทาอย่างเห็นได้ชัดก็ตาม 217 แนะนำว่าแบบจำลอง hiPSC อาจเปิดเผยข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับพยาธิสรีรวิทยาที่เหมาะสมยิ่งซึ่งจำเพาะต่อชนิดย่อย NDD ประปราย

นอกจากนี้ การศึกษาล่าสุดโดย Meyer และคณะ ใช้ hiPSC ที่ได้มาจากผู้ป่วย sAD และพบว่า MAPT ซึ่งเข้ารหัสโปรตีนเทานั้นเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในเซลล์ที่ได้มาจาก sAD เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี

ดังนั้น แม้จะมีความท้าทายเหล่านี้ แต่แบบจำลองที่ได้มาจาก hiPSC ในปัจจุบันก็ยังเป็นเสมือนตัวแทนที่ดีเยี่ยมที่ให้โอกาสในการเลียนแบบพยาธิสรีรวิทยาของโรค และสร้างลักษณะเฉพาะของโรคที่เป็นมาตรฐานทองคำพร้อมรากฐานทางพันธุกรรมเต็มรูปแบบในผู้ป่วยประปราย ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นมาตรการผลลัพธ์เพื่อปรับปรุงแบบจำลองโรคที่ตามมา

For more information:1950477648nn@gmail.com