Mehr als 3 Millionen Amerikaner haben Glaukom, einer schweren Augenerkrankung verursacht Verlust der Sehkraft. Unter Verwendung von humanen Stammzell-Modelle, Forscher an der Indiana University School of Medicine fanden heraus, Sie analysieren Defizite, die innerhalb der Zellen beschädigt durch Glaukom, mit dem potential, diese Informationen zu nutzen, um neue Strategien entwickeln, die den Krankheitsprozess zu verlangsamen.
Die Studie, veröffentlicht im Juni 11 in Stem Cell Reports, konzentriert sich auf targeting genetischer Mutationen innerhalb der retinalen Ganglienzellen, die als Verbindung zwischen dem Auge und dem Gehirn. Forscher fanden heraus, dass bei der Differenzierung von pluripotenten humanen Stammzellen in retinalen Ganglienzellen, Sie waren in der Lage, identifizieren Merkmale im Zusammenhang mit neurodegeneration beim Glaukom.
„Nachdem Sie ermittelt haben, ein Ziel wie dieses—was läuft falsch in den Zellen—dies eröffnet eine Reihe von Möglichkeiten für die spätere Entwicklung von therapeutischen Ansätzen, insbesondere Pharmakologie Ansätze zu verlangsamen und umzukehren diese degenerativen Phänotypen“, sagte Jason Meyer, Ph. D., außerordentlicher professor von Medizin und Molekulargenetik an der IU School of Medicine.
Das Forscher-team wurde angeführt von Meyer, zusammen mit co-erstautoren der Veröffentlichung, Kirstin VanderWall und Kang-Chieh Huang, Studenten aus der Schule der Wissenschaft an IUPUI in Meyer ‚ s lab, die sich innerhalb Stark Neurosciences Research Institute. Meyer ‚ s lab hatte zuvor befindet sich innerhalb der School of Science.
Wenn retinalen ganglion Zellen entarten durch Glaukom, es führt zum Verlust der Sehkraft und schließlich Blindheit führen. Forscher in dieser Studie abgeleitete pluripotente Stammzellen von einem Patienten, der hatte eine genetische form des Glaukoms, so Meyer. Sie dann differenziert die Stammzelle in retinalen Ganglienzellen zu suchen neurodegeneration Defizite.
„Eines der mächtigsten Dinge über (Stammzellforschung) ist, wenn man die Zellen aus einem Patienten, die eine genetische Grundlage hat, für eine Krankheit, die alle von den Blaupausen gibt es in der Zelle DNA zu entwickeln, die Merkmale der Krankheit“, sagte Meyer.
Sie auch verwendet, gen-editing-Technologie—CRISPR-Cas9—Einführung eine genetische mutation, die Häufig im Zusammenhang mit einem Glaukom in bestehenden Linien von Stammzellen zu for disease modeling“, sowie zum korrigieren der Gendefekt in Patienten-abgeleitete Zellen.
„CRISPR/Cas9 gen-editing-Ansätze nicht nur erlaubt uns die Untersuchung der Krankheit, aber mit diesem Ansatz waren wir auch in der Lage, zu zeigen, wie die Korrektur der gen-mutation Umgekehrt die Krankheit, demonstriert das potential für die Gentherapie, als auch,“ Huang sagte.
Meyer sagte, das team entdeckte Dysfunktion in den Prozess der autophagie, dem Körper zu entfernen beschädigte Zellen zu regenerieren, die gesunde Zellen.
„Wir haben festgestellt, dass in der Glaukom-patient-Zellen, es gibt einige Defizite in diesem autophagie-Prozess, damit Sie zu viel hatten zellulären Müll, der wurde gebaut“, sagte Meyer und fügte hinzu, dass diese Defizite korrelierte mit der degeneration der Zellen, was würde schrumpfen und schließlich Absterben.
Verwendung einer pharmazeutischen Substanz namens rapamycin—was ist bekannt zur Steigerung der Prozess der autophagie—Meyer sagte, fanden Sie, dass viele der neurodegenerativen Merkmale, die Sie zuvor identifiziert verlangsamt und die Zellen Schienen sich zu erholen und erscheinen mehr normal.
Meyer sagte, die menschliche Stammzellen sind maßgeblich in das Studium der menschlichen Krankheit, die vor allem neurodegeneration. Bisherige Studien auf retinale Ganglienzellen und das Glaukom als eine degenerative Erkrankung anhand von Tiermodellen suggerieren Unterschiede, wie die Zellen reagieren, zwischen den Arten.
„Da Sie menschliche Zellen, es gibt etwas wie eine weitere repräsentative Modell für uns zu testen pharmakologischer Wirkstoffe,“ VanderWall hinzu, „und es gibt uns eine bessere Idee von, wie könnte es potentiell giftig oder ungiftig für menschliche Zellen im Vergleich zu testen verbindungen, die in Tieren.“
Meyer sagte nach der Identifizierung eines Ziel-innerhalb der Zellen—der Prozess der autophagie—das Labor ist die laufende Arbeit konzentriert sich auf die Analyse von Möglichkeiten der Nutzung von verschiedenen Arten von pharmazeutischen Wirkstoffen für die Behandlung von Glaukom. Wie ist der Fall für viele neurodegenerative Krankheiten, wie Alzheimer und Parkinson, es gibt sehr wenige Behandlungen, wenn überhaupt, und kein Heilmittel.