เปลี่ยนเซลล์ผิวให้กลายเป็นเซลล์หัวใจที่โตเต็มที่

พฤหัสบดี 31 มกราคม, 2013.- ในบทความที่ตีพิมพ์ในวันอาทิตย์นี้ใน 'ธรรมชาติ' นักวิจัยจากสถาบันวิจัยการแพทย์ Sanford-Burnham และมหาวิทยาลัย Johns Hopkin ทั้งในสหรัฐอเมริกานำเสนอการสร้างเซลล์หัวใจที่เป็นผู้ใหญ่ด้วยเซลล์จาก ผิวหนังของผู้ป่วยที่ได้รับจากห้องปฏิบัติการในรูปแบบของโรค arrhythmogenic dysplasia ของ ventricle / cardiomyopathy (DVDA / C) เทคโนโลยีใหม่ที่สร้างขึ้นในปี 2012 โดยรางวัลโนเบล Shinya Yamanaka ช่วยให้การสร้างเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจจากเซลล์ผิวของผู้ป่วยเองถึงแม้ว่าเซลล์หัวใจที่เกิดขึ้นใหม่ส่วนใหญ่ยังไม่บรรลุนิติภาวะซึ่งทำให้เกิดคำถามว่า พวกเขาสามารถใช้เพื่อเลียนแบบโรคที่เกิดขึ้นในวัยผู้ใหญ่

ผู้ป่วยส่วนใหญ่ที่เป็นโรคหัวใจที่สืบทอดนี้รู้จักกันในชื่อ venthularogenic ventricular dysplasia / cardiomyopathy ด้านขวา (พวกเขาไม่รู้ว่าพวกเขามีปัญหาจนกว่าพวกเขาจะไปถึง 20 ปีเนื่องจากการขาดอาการในวัยเด็กทำให้ยากสำหรับ นักวิจัยศึกษาว่า DAVD / C วิวัฒนาการเพื่อพัฒนาการรักษาอย่างไร

รูปแบบถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยี Yamanaka และวิธีการใหม่ในการเลียนแบบวุฒิภาวะทำให้เมแทบอลิซึมของเซลล์เหมือนกับในหัวใจผู้ใหญ่ “ เป็นการยากที่จะแสดงให้เห็นว่าแบบจำลองของโรคบนจานนั้นเกี่ยวข้องกับการแพทย์ทางพยาธิวิทยาของวัยผู้ใหญ่เราสามารถสรุปข้อบกพร่องของโรคนี้ได้ก็ต่อเมื่อเราชักนำให้เกิดการเผาผลาญอาหารของผู้ใหญ่เท่านั้น” Huei-Sheng Vincent Chen อธิบาย รองศาสตราจารย์ที่ Sanford-Burnham และเป็นผู้เขียนนำการศึกษา

ในความเห็นของเขานี่เป็นความก้าวหน้าที่สำคัญเมื่อพิจารณาว่าอาการของ DAVD / C โดยทั่วไปจะไม่ปรากฏจนกว่าจะถึงวัยผู้ใหญ่ “ อย่างไรก็ตามเซลล์ต้นกำเนิดที่เราทำงานด้วยนั้นเป็นตัวอ่อนในธรรมชาติ” เขากล่าว เพื่อสร้างแบบจำลองนี้เฉินได้ทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญด้านโรคหัวใจ Daniel Judge, Joseph Marino และ Hugh Calkins ของ Johns Hopkins University ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ป่วยที่มี DAVD / C มากที่สุดในโลก

“ ขณะนี้ยังไม่มีการรักษาเพื่อป้องกันการลุกลามของ DAVD / C ซึ่งเป็นโรคที่หายากซึ่งมีผลกระทบต่อนักกีฬาเป็นอย่างมากด้วยรูปแบบใหม่นี้เราหวังว่าเราจะพัฒนาวิธีการรักษาที่ดีขึ้นสำหรับโรคนี้” รองศาสตราจารย์กล่าว ผู้อำนวยการด้านการแพทย์ของศูนย์โรคหัวใจทางพันธุกรรมที่โรงเรียนแพทย์ Johns Hopkins University

เพื่อสร้างบุคคล DAVD ที่ไม่ซ้ำใครและไม่ซ้ำใครในห้องปฏิบัติการทีมแรกได้รับตัวอย่างผิวจากผู้ป่วยที่มี DAVD / C ที่มีการกลายพันธุ์บางอย่างที่เชื่อว่าเกี่ยวข้องกับโรค ถัดไปเทคนิค Yamanaka ได้ดำเนินการ: การเพิ่มโมเลกุลสองสามตัวที่ทำเครื่องหมายนาฬิกาของการพัฒนาในเซลล์เยื่อบุผิวสำหรับผู้ใหญ่เหล่านี้สร้างคล้ายกับเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อน pluripotent (iPS)

ต่อจากนั้นนักวิจัยทำให้เซลล์ iPS ผลิตเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจจำนวนไม่ จำกัด จากผู้ป่วยบางราย เซลล์หัวใจตัวอ่อนเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ตามการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมของผู้ป่วยเดิม

อย่างไรก็ตามเป็นเวลาเกือบหนึ่งปีที่ทีมไม่สามารถรับเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจเพื่อแสดงอาการของโรค ในที่สุดทีมค้นพบว่าการเผาผลาญครบกำหนดเป็นกุญแจสำคัญในการเหนี่ยวนำของสัญญาณ DAVD / C, โรคผู้ใหญ่ในเซลล์ชนิดตัวอ่อนเนื่องจากเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจทารกในครรภ์ใช้กลูโคส (น้ำตาล) เป็นของพวกเขา แหล่งพลังงานปฐมภูมิในทางตรงกันข้ามกับเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจในผู้ใหญ่ซึ่งนิยมใช้ไขมันในการผลิตพลังงานดังนั้นนักวิจัยจึงใช้ค็อกเทลหลายอย่างเพื่อกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงนี้ไปสู่การเผาผลาญอาหารของผู้ใหญ่ในแบบจำลองของพวกเขา

หลังจากการทดสอบเพิ่มเติมพวกเขาพบว่าการเผาผลาญผิดปกติเป็นศูนย์กลางของโรค DAVD / C ในทางกลับกันทีมของเฉินพบชิ้นส่วนสุดท้ายของปริศนาซึ่งผู้ป่วยเฉพาะของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจทำตัวเหมือนผู้ป่วยที่มี DAVD / C: การใช้งานเกินปกติของโปรตีนที่เรียกว่า PPAR g ซึ่งนำเสนอเป้าหมายใหม่ เภสัชวิทยาที่มีศักยภาพในการรักษาโรค

ที่มา: