Условный Перепрограммирование педиатрический человеческого пищеводного эпителиальных клеток для использования в тканевой инженерии и профилактике заболеваний Исследование

инженерия пищеводного ткани и эозинофильный эзофагит (EoE) были в центре внимания исследований во многих лабораториях за последнее десятилетие. Врожденные дефекты, такие как атрезия пищевода, наблюдаются примерно в 1 в 4000 родившихся живыми, что приводит к неполному развитию пищевода , приводящей к невозможности съесть ^1. Заболеваемость и распространенность Eoe были на подъеме с тех пор определение сущности болезни в 1993 году заболеваемость Eoe колебалась от 0,7 до 10/100000 на человеко-год , а распространенность колебалась от 0,2 до 43 / 100,000 ^2. Новый привлекательный хирургический подход к лечению длительного перерыва атрезия пищевода состоит в создании конструкции ткани для имплантации с использованием собственных клеток пациента. Эти клетки в сочетании с синтетическим подмостей произведет аутологичной конструкцию, которая не требует иммуносупрессии. Некоторые группы уже начали исследовать насе стволовых клеток, как для тканевой инженерии пищеводного ^3, а также использование местных эпителиальных клеток пищевода заселить слизистую оболочку ^{4 – 7.} Болезни, которые присутствуют в пищевод педиатрических пациентов часто трудно диагностировать или изучать без вмешательства. Кроме того, использование модели на животных или в пробирке увековечены модели клеточной линии для педиатрических заболеваний , как Eoe не охватывают точную патогенез заболевания или пациента специфические различия ^8. Таким образом, способность изучать процесс болезни пациента в пробирке с целью выявления конкретных заболеваний вызывая антигены, оценить основные механизмы и исследования лекарственной терапии было бы новым и предоставить врачам информацию , которая может помочь в лечении пациента.

Там было много аутологичных или пациент-специфические типы клеток, которые были предложены для использования в Tissuэлектронной инженерии и изучения патогенеза заболеваний человека. Тем не менее, некоторые из этих типов клеток ограничены в их способности генерировать достаточное количество клеток специфического фенотипа семян большой помост или выполнить высокую пропускную способность в пробирке исследования. Использование плюрипотентных или мультипотентных стволовых клеток была темой многих исследований , обсуждения, однако, ограничения и недостатки использования этих клеток были хорошо описаны ^9. Использование человеческих эмбриональных стволовых клеток широко обсуждаемого и представляет множество этических проблем. Самое главное, что эти клетки образуют тератомы, которые похожи на опухоли, если они не отличаются от их плюрипотентных состояния перед подачей их в живом хозяине ^10. Кроме того, использование эмбриональных стволовых клеток , не было бы специфическая для пациента и может вызвать реакцию аллогенных и необходимость подавления иммунитета ^10. Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) являются плюрипотентные клетки, которые могутбыть получены из собственных клеток пациента. Соматические клетки, такие как клетки кожи, могут быть вызваны в плюрипотентное состояние, используя различные интегративные и не интегративные методов. Эти клетки затем служат в качестве пациента специфических клеточных источников для тканевой инженерии или расследования заболеваний. Интеграция нежелательного генетического материала в этих клетках вызывает озабоченность многие из них описаны и даже если последовательности полностью удаляются иПСК появляются , чтобы сохранить эпигенетическую "память" по отношению к типу клеток , из которых они были получены ^11. Эти клетки также будут образовывать тератомы в естественных условиях , если не дифференцируются до трансплантации ^11. Многие протоколы дифференцировки, сосредоточенные на эпителиальных родословных ^{12, 13, 14,} тем не менее, очень важно отметить , что типы клеток , в результате в конце дифференцировки не однородны и Oолько обладают фракцию типа клеток, представляющих интерес. Это приводит к низкой производительности и необходимость очистить желаемый тип клеток. Хотя иПСК являются потенциальным пациентом конкретный источник клеток, процесс получения типа клеток, представляющих интерес для обеих тканевой инженерии или расследования болезней очень неэффективно.

Человеческие эпителиальные клетки были успешно выделены из различных обоих больных и не пораженных тканей в организме человека в том числе: ¹⁵ легких, рака молочной железы ^16, тонкой кишки, толстой кишки ^{17 18,} мочевого пузыря ¹⁹ и пищевода ^20. Важно отметить , что первичные клетки человека имеют конечное число проходов , в которых фенотип поддерживается ^{21, 22.} К сожалению, это означает, что число клеток, необходимых для исследования болезни или для высева сконструированным помостдля имплантации может быть не достигнута. Таким образом, новые технологии необходимы для расширения клетки пациента, сохраняя при этом эпителиального фенотипа. Условный перепрограммирование нормальных и раковых эпителиальных клеток с использованием фидерные клетки и ингибитор ROCK был описан в 2012 году Лю и др. ^{2 3.} Эта методика была использована для расширения раковыми эпителиальные клетки, полученные из биопсии простаты и рака молочной железы с использованием облученные фидерные клетки, ингибитор ROCK и условно перепрограммирование среды. Цель состояла в том, чтобы генерировать достаточное количество клеток для анализов в пробирке , таких как скрининг наркотиков. Этот метод способен расширяться эпителиальные клетки на неопределенное время "перепрограммирования" этих клеток к стержню или прародитель, как государство, которое является весьма пролиферативного. Было показано , что эти клетки не являются онкогенными и не обладают способностью образовывать тератомы ^{23, 24.} Кроме того, нетхромосомные аномалии или генетических манипуляций присутствовали после пересева этих клеток в культуре с помощью этой техники ^{23, 24.} Самое главное, что эти клетки только способны дифференцироваться в собственный тип клеток, представляющих интерес. Таким образом, эта методика предлагает большой резервуар конкретного пациента эпителиальных клеток для исследования болезни или тканевой инженерии без необходимости в иммортализации.

Получение эпителиальной ткани от конкретного органа с целью изучения процессов болезни часто ограничена и не всегда возможно из-за риска пациента. Для тех пациентов, страдающих от болезни пищевода или дефектов, извлечение эндоскопическая биопсия является минимально инвазивной подход для получения эпителиальной ткани, которая может быть отделено и условно перепрограммировать, чтобы обеспечить неопределенный источник клеток, который является специфическим для слизистой оболочки пищевода, который пациента. Затем это позволяет для исследований в пробиркеэпителиальных клеток для оценки процессов, заболеваний и экран для потенциальных терапевтических средств. Один процесс болезни , которые могли бы извлечь большую пользу от этого подхода является то, эозинофильный эзофагит, которая была описана как аллергическое заболевание пищевода ^8. Тесты аллергии, а также терапевтические подходы могут быть оценены в пробирке , используя собственные эпителиальные клетки пациента , и эти данные затем могут быть переданы на лечащего врача для разработки индивидуальных планов лечения. Методика условного перепрограммирования в сочетании с получением эндоскопических биопсий из педиатрической предлагает возможность расширить нормальные эпителиальные клетки пищевода на неопределенное время из любого пациента. Таким образом, этот источник клеток может быть совместно вместе с натуральным или синтетическим подмостей для обеспечения конкретного пациента хирургической манипуляции на наличие дефектов, болезни или травмы. Имея неограниченное число клеток поможет спроектировать пищеводу конструкции, которые обладают совершенно пересевалилюмена с пищеводной эпителиальными клетками, с тем чтобы помочь облегчить регенерацию остальных типов клеток.