Johns Hopkins Medicine Wissenschaftler sagen, Sie haben erfolgreich wandte sich wieder dem biologischen Hände der Zeit, schmeichelnd adulten menschlichen Zellen im Labor wieder auf einem primitiven Stand, sowie um die Freisetzung Ihres Potenzials zu ersetzen und zu reparieren Schäden an Blutgefäßen in der Netzhaut, die durch diabetes verursacht. Die Ergebnisse dieser experimentellen Studie, sagen Sie, Voraus die regenerative Medizin Techniken zur Umkehrung der Verlauf der diabetischen Retinopathie und anderen blendenden Augenerkrankungen.
„Unsere Studie Ergebnisse bringen uns einen Schritt näher zur Verwendung von Stammzellen in größerem Umfang in der regenerativen Medizin, ohne die historischen Probleme, die unser Feld gehabt hat, in solche Zellen zu unterscheiden und zu vermeiden, immer Krebs“, sagt Elias Zambidis, M. D., Ph. D., associate professor für Onkologie an der Johns Hopkins Kimmel Cancer Center und Mitglied der Johns Hopkins‘ Institut für Zell-Engineering.
Ergebnisse von Experimenten mit menschlichen Zellen und Mäusen wurden online veröffentlicht am 5. März in „Nature Communications“.
Nach Angaben des National Eye Institute, die diabetische Retinopathie ist eine führende Ursache von Blindheit in den amerikanischen Erwachsenen ist. Bis 2050, Forscher schätzen, dass einige 14,6 Millionen Amerikaner haben die Bedingung, die Ergebnisse in abnorme Wachstum von Blutgefäßen in der Netzhaut des Auges, wo Licht ist, ist aufbereitet in vision.
Für die Studie, die Wissenschaftler begannen Ihre Experimente mit Fibroblasten des Bindegewebes Zelle—von einer person mit Typ-1-diabetes. Reprogrammierten Fibroblasten Funktion als „Stamm“ – Zellen, mit dem potential, zum Anlass, um alle Gewebe des Körpers, einschließlich der Blutgefäße.
Die Johns Hopkins-team, einschließlich research associate Tee Bald Park, Ph. D., neu programmiert, die Fibroblasten, Stammzellen, zu der Sie zurückkehren zu einem Zustand, der ist noch primitiver als bei herkömmlichen humane induzierte pluripotente Stammzellen—mehr wie der Zustand von embryonalen Zellen, die etwa sechs Tage nach der Befruchtung. Dies ist, wenn-Zellen sind die „naiven“ oder mehr fähig, sich in jede spezialisierte Zelle mit einem viel höheren Wirkungsgrad als herkömmliche humane induzierte pluripotente Stammzellen.
Um dies zu tun, die Wissenschaftler Baden der Zellen in einem cocktail von Nährstoffen und Chemikalien. Was sollte in den cocktail zu bauen eine bessere naive Stammzellen wurde ein Thema der Debatte in den letzten zehn Jahren.
Zambidis‘ team verwendet eine cocktail-Mischung aus zwei Medikamenten, die andere Wissenschaftler bereits zuvor verwendet, um Stammzellen umprogrammieren: GSK3ß-inhibitor CHIR99021, welche Blöcke die Kohlenhydrat-Speicherung in den Zellen, und MEK-inhibitor PD0325901, einer experimentellen anti-Krebs-Medikament, das block kann das Wachstum von Krebszellen. Das team hatte sah auch das Potenzial, eine Dritte Droge, ein PARP inhibitor, ein beliebtes Anti-Krebs-Medikament, das zur Behandlung einer Vielzahl von Krebsarten, einschließlich der Eierstöcke und der Brust.
Zur überraschung der Wissenschaftler, sagt Zambidis, der trifecta von MEK, GSK3ß und PARP-Inhibitoren gearbeitet, um wind zurück die Zellen biologische Uhr. Er ruft die cocktail-3i, benannt für die drei Inhibitoren. Zambidis‘ team hatte zunächst berichtet, Experimente mit dem drei-Drogen-cocktail in 2016.
Für die neue Studie, die das Forscherteam verfolgt die reprogrammierten Stammzellen‘ molekulare Profil, einschließlich Maßnahmen, die von Proteinen, wie NANOG, NR5A2, DPPA3 und E-cadherin, die guide-Zell-Differenzierung. Das Profil erschien ähnlich, in so genannte naive epiblast Zellen, die primitiven Zellen, aus denen sich ein etwa sechs-Tage-alten menschlichen embryo.
Die Wissenschaftler fanden auch, dass die Stammzellen umprogrammiert mit dem 3i-cocktail nicht haben abnorme änderungen in Faktoren, die sich verändern können, dass Kern-DNA, genannt Epigenetik, dass in der Regel die Pest anderen lab-made-Versionen von naiven Stammzellen.
Endlich, die Forscher injizierten Zellen, die sogenannten vaskulären Vorläuferzellen, die aus den naiven Stammzellen und sind in der Lage, neue Blutgefäße, die in den Augen von Mäusen gezüchtet, um eine form der diabetischen Retinopathie, die Ergebnisse aus Blutgefäße verschließen und in der Netzhaut. Sie fanden heraus, dass die naive vaskulären Vorläuferzellen migriert in die Netzhaut die innerste Gewebeschicht, die umgibt das Auge, mit dem höhere Wirkungsgrade als berichtet worden, die mit vaskulären Zellen aus herkömmlichen Stammzellen-Ansätze. Die naive vaskulären Zellen nahm Wurzeln gibt, und die meisten überlebten in der Netzhaut für die Dauer des vier-Wochen-Studie.
„Interessant ist, dass die 3i ’naiven Umprogrammierung“ cocktail-erschienen zu löschen Krankheits-assoziierte Epigenetik in der Spender-Zellen, und brachte Sie zurück in eine gesunde, unberührte, nicht-diabetischen Stammzellen der Zustand,“ sagt Zambidis.
Zum Vergleich, das team neu programmiert diabetischen Fibroblasten nicht-naive Stammzellen unter Verwendung von standard-Methoden und die daraus resultierenden vaskulären Vorläuferzellen nicht migriert werden konnten, wie tief in der Netzhaut oder überleben die Länge der Studie.