«Используя современные методы, нам, как правило, приходится выращивать клетки, полученные из плюрипотентных стволовых клеток, в течение 60 или более лет, чтобы смоделировать болезнь с поздним началом», — говорит старший автор исследования Лоренц Штудер из Института исследований рака им. Слоуна-Кеттеринга. «Теперь, с индуцированным прогерином старением, мы можем ускорить этот процесс до периода в несколько дней или недель. Это должно значительно упростить изучение многих заболеваний с поздним началом, которые являются тяжелым бременем для нашего стареющего общества».
Моделирование конкретного заболевания пациента в чашке возможно с помощью подходов ИПСК, которые включают взятие клеток кожи у пациентов и их перепрограммирование в эмбрионоподобные стволовые клетки, способные превращаться в другие связанные с заболеванием типы клеток, такие как нейроны или клетки крови. Но клетки, полученные из ИПСК, являются незрелыми, и им часто требуются месяцы, чтобы они начали функционировать, подобно медленному развитию человеческого эмбриона.
В результате этого медленного процесса созревания клетки, полученные из ИПСК, слишком молоды, чтобы моделировать болезни, которые появляются в позднем возрасте.Чтобы преодолеть это препятствие, Студер и его команда подвергли прогерину полученные из ИПСК клетки кожи и нейроны, происходящие как от молодых, так и от старых доноров. После кратковременного воздействия этого белка эти клетки показали возрастные маркеры, которые обычно присутствуют в старых клетках.
Затем исследователи использовали технологию ИПСК, чтобы перепрограммировать клетки кожи, взятые у пациентов с болезнью Паркинсона, и преобразовать стволовые клетки в нейрон, который является дефектным у этих пациентов. После воздействия прогерина эти нейроны воспроизводили связанные с заболеванием особенности, включая дегенерацию нейронов и гибель клеток, а также митохондриальные дефекты.«Мы могли наблюдать новые связанные с заболеванием фенотипы, которые не могли быть смоделированы в предыдущих попытках изучения болезни Паркинсона в чашке», — говорит первый автор исследования Джастин Миллер из Института исследований рака Слоуна-Кеттеринга. «Мы надеемся, что эта стратегия позволит провести механистические исследования, которые могут объяснить, почему болезнь проявляется поздно.
Мы также думаем, что она может создать более подходящую платформу для скрининга для разработки новых лекарств, которые лечат заболевания с поздним началом и предотвращают дегенерацию».