Стволовые клетки и нейродегенеративные заболевания (1)
Достижения в области изучения стволовых клеток – луч надежды на улучшение диагностики и прогнозирования нейродегенеративных заболеваний
Advances in Stem Cell Research - A Ray of Hope in Better Diagnosis and Prognosis in Neurodegenerative Diseases
Shripriya Singh et al., Frontiers in Molecular Biosciences, 2016
Перевод Евгении Рябцевой
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
Введение
Нейродегенерация и нейродегенеративные заболевания уже некоторое время являются проблемой глобального масштаба, от которой страдает стареющая популяция по всему миру. Недавние достижения в области биологии стволовых клеток изменили ситуацию в моделировании, диагностике и трансплантационной терапии нейродегенеративных заболеваний. Стволовые клетки также выступают в роли простого инструмента для скрининга терапевтических препаратов и экспериментальных соединений in vitro. В данной статье авторы описывают возможности применения стволовых клеток, в том числе индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК), при нейродегенерации, а также обращаются к вопросам диагностики, моделирования и стратегий терапевтической трансплантации при наиболее распространенных нейродегенеративных заболеваниях. Они обсуждают прогресс, произошедший за последнее десятилетие, преимущественно уделяя внимание различным вариантам применения стволовых клеток в области нейродегенеративных заболеваний.
Прогресс в области клинических исследований и медицины существенно снизил смертность в глобальном масштабе. Развитые страны увеличили продолжительность жизни своей стареющей популяции. Однако современный мир уже столкнулся с проблемами старения и возрастных заболеваний. Нейродегенерация и нейродегенеративные заболевания являются одной из основных медицинских проблем, с которыми сталкивается стареющая популяция. Посвященные нейродегенерации исследования преимущественно используют результаты исследований в области невропатологии и экспериментов in vivo. Нейродегенеративные заболевания детально изучались на животных моделях, первичных культурах и посмертных образцах ткани головного мозга человека. Несмотря на информативность, эти подходы имеют определенные ограничения. Полученные в работе на животных моделях результаты не демонстрируют прямой корреляции с данными, получаемыми для людей, так как головной мозг грызунов не является точно имитацией головного мозга человека. Несмотря на высокую степень эволюционной сохранности, геномы млекопитающих не идентичны. Эмбриональное развитие мышей значительно отличается от эмбрионального развития человек, что обусловлено почти 20%-й генетической вариабельностью. По этой причине межвидовые различия препятствуют успешной валидации результатов экспериментов на животных в клинических исследованиях, что порождает большую экономическую нагрузку. Так, например, одно из исследований продемонстрировало неэффективность терапевтических препаратов для лечения бокового амиотрофического склероза, ранее показавших хорошие результаты в экспериментах на грызунах. Эксперименты на первичных культурах нейронов также связаны с большими сложностями, так как популяцию постмитотических дифференцированных клеток трудно поддерживать в условиях in vitro. Этические проблемы затрудняют проведение исследований с участием людей, поэтому лучшим из возможных источников человеческих образцов является ткань головного мозга умерших. Однако такие образцы отражают терминальные стадии заболевания и не позволяют разобраться в запутанных механизмах начальных этапов развития болезни. Исследователи не хотят подвергать людей непроверенным вмешательствам, однако на сегодняшний день диапазон допустимых вмешательств очень ограничен.
На современном этапе большинство нейродегенеративных заболеваний неизлечимо (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Гентингтона, боковой амиотрофический склероз), однако своевременная диагностика может повысить эффективность управления течением заболевания и облегчения симптомов. Тем не менее, исследователи всего мира постоянно пытаются найти способ излечения и надеются получить хорошие результаты в ближайшем будущем.
Посвященные изучению нейродегенерации исследования в целом можно разделить на две основные категории. Одна из них известна как стратегия экспериментального моделирования, позволяющая получить всестороннюю информацию о заболевании, в том числе о его этиологии, патофизиологии, взаимодействии между генотипом и фенотипом, а также симптоматические и механистические особенности. Вторая представляет собой медицинский подход, распространяющийся на лечение и управление течением болезни. Стволовые клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки находят широкое применение в обеих категориях, как в моделировании заболеваний, так и в трансплантационных и регенеративных терапевтических подходах. В данном обзоре обсуждается применимость изучения стволовых клеток в сфере нейродегенеративных заболеваний, а также приводятся последние данные о применении результатов исследований, посвященных изучению стволовых клеток и индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, в диагностике и терапии наиболее распространенных нейродегенеративных заболеваний. Авторы кратко описывают достижения и предпочтительные методики с использованием культур стволовых клеток и индуцированных стволовых клеток, таких как трехмерные (3D) культуры, совершившие переворот в современных тенденциях экспериментов in vitro. В статье делается упор на то, что исследования на животных in vivo исключительно необходимы для сферы нейробиологических исследований, однако их недостаточно, и клинические исследования методов клеточной терапии уже открывают и будут продолжать открывать перед нами все новые перспективы в области моделирования и лечения нейродегенеративных заболеваний.
Продолжение: Стволовые клетки и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки в нейродегенерации: что выбрать?
27.02.2017