健康
診断および治療戦略をテストするためのパーソナライズされたモデルが生まれる可能性がある
キラ・サンプソン
BWHコミュニケーションズ
2024年8月7日 5分読了
ハーバード大学付属のブリガム・アンド・ウィメンズ病院の研究者らによると、幹細胞を使ってペトリ皿の中でパーキンソン病を急速に作り出すことを可能にする新しいモデルは、個人に合わせた診断法や治療法を提供できる可能性があるという。
この研究の結果は、 ニューロン。
既存の「パーキンソン病培養皿」モデルは、幹細胞を脳細胞に効果的に変換できますが、患者固有の細胞病理を研究してカスタマイズされた治療戦略を導くには速すぎます。パーキンソン病の患者は多様であり、画一的な治療戦略が一部の患者に効果がない可能性があるため、これは重要です。ブリガム研究チームの技術により、幹細胞から脳細胞への変換が数か月ではなく数週間以内に再現可能になるだけでなく、研究者は、その期間に脳で発生する可能性のあるさまざまなタンパク質の折りたたみ異常を反映するモデルを開発できます。
既存の「培養皿の中のパーキンソン病」モデルは、幹細胞を脳細胞に効果的に変換できますが、カスタマイズされた治療戦略を導くほど迅速ではありません。
「私たちは、パーキンソン病や多系統萎縮症、レビー小体型認知症などの関連疾患の患者の脳内で起こっている重要なプロセスを解明する窓となるヒトの脳細胞を研究室でどれだけ早く作れるかを評価しようとした」と主任著者は述べた。 ヴィクラム・クラナ、 の長 運動障害部門 BWHの主任研究員であり、 アン・ロムニー神経疾患センター BWH で。「そして、以前のモデルとは異なり、これらのモデルがハイスループットの遺伝子および薬物スクリーニングに役立ち、学術界や産業界の多くの研究室で簡単に使用できるように、十分に短い期間でこれを実現したいと考えました。」
パーキンソン病は進行性で退行性の脳疾患です。この疾患の患者は、動作の鈍化、震え、筋肉の硬直、言語障害などの健康上の合併症に悩まされることがよくあります。パーキンソン病は、アルツハイマー病などの他の神経変性疾患と同様に、ニューロンにタンパク質が蓄積し、タンパク質のミスフォールディングと細胞機能の障害を引き起こします。現在のパーキンソン病治療は、一部の症状を緩和することはできますが、タンパク質のミスフォールディングの根本的な原因に対処することはできません。
「問題は、PD におけるタンパク質クラスターの形成方法が患者によって異なり、同じ患者でも脳細胞によって異なることです」とクラナ氏は言います。「このことから、次のような疑問が湧きます。この複雑さを培養皿でどのようにモデル化するか。また、診断や新薬の発見に実用的に使用できるほど迅速にモデル化するにはどうすればよいか。」
このモデルを作成するために、クラナ研究室は、PiggyBacベクターと呼ばれる特別な送達分子を使用して、転写因子として知られる特定の細胞指示を導入し、幹細胞をさまざまな種類の脳細胞に素早く変換しました。次に、PDおよび関連疾患におけるタンパク質クラスターの形成の中心となるα-シヌクレインなどの凝集しやすいタンパク質を神経細胞に導入しました。CRISPR / Cas9およびその他のスクリーニングシステムを使用して、細胞内に形成されるさまざまな種類の封入体を特定しました。その中には保護的なものと毒性のものがあります。病気との関連性を証明するために、彼らは幹細胞モデルを使用して、死亡した患者の実際の脳で同様の封入体を発見しました。この研究により、患者のタンパク質病理を分類し、これらの病理のどれが最良の薬物ターゲットであるかを判断するための新しいアプローチが可能になります。
このモデルは進歩を遂げているが、研究者が解決しようとしているいくつかの限界がある。まず、現在このモデルでは未熟なニューロンしか生成されない。研究者たちは、このモデルを成熟したニューロンで再現し、形成されるタンパク質凝集体に対する老化の影響をモデル化することを目指している。この新しいシステムは、脳内のニューロンと重要な炎症性「グリア」細胞の両方を迅速に生成できるが、現在の論文ではこれらの細胞を個別にしか調べていない。研究チームは現在、これらの細胞を組み合わせて、PDの進行に重要と思われるタンパク質凝集プロセスに対する炎症反応を研究している。
この研究の主著者である2人は、どちらもBWH神経学科の研究員であり、研究室ですでに進行中の臨床応用についてコメントした。
「重要な応用の一つとして、私たちはこの技術を利用して、臨床で診察する生きた患者の脳内のα-シヌクレイン凝集病変を視覚化するための候補となる放射性トレーサー分子を特定しています」と共同筆頭著者は述べた。 アランは言ってないよ。
「この技術は、個々の患者から「パーソナライズされた幹細胞モデル」を迅速に開発するための道を開くでしょう。これらのモデルはすでに、臨床試験に入る前に「皿の中で」新しい診断および治療戦略を効率的にテストするために使用されており、適切な薬を適切な患者にターゲットすることができます」と共同筆頭著者は述べています。 イザベル・ラム。
開示事項: Khurana 氏は、中枢神経系疾患に重点を置く企業である DaCapo Brainscience および Yumanity Therapeutics の共同設立者であり、上級顧問です。共著者の Chee-Yeun Chung 氏と Xin Jiang 氏は、Yumanity Therapeutics の従業員としてこの研究に貢献しました。Toru Ichihashi 氏と Yasujiro Kiyota 氏は、Nikon Corp. の従業員としてこの研究に貢献しました。Lam 氏、Ndayisaba 氏、Jackson Sandoe 氏、および Khurana 氏は、Brigham and Women’s Hospital が提出した、誘導封入 iPSC モデルに関する特許出願の発明者です。
資金は、国立衛生研究所 (NIH)、Aligning Science Across Parkinson’s (ASAP)、マイケル・J・フォックス財団、ニューヨーク幹細胞財団、多系統萎縮症連合、および個人寄付者から提供されました。
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#高度な皿の中のパーキンソン病モデルが研究を加速ハーバードガゼット
2024-08-07 19:23:19