The use of iPS cells for the restoration of hematopoiesis in a model of sickle cell anemia in mice

Full Text

Показано, что фибробласты человека и мыши можно «перепрограммировать» в клетки, подобные ЭСК, однако, терапевтический потенциал таких клеток в настоящее время не изучен [1, 2].

Группа исследователей под руководством R. Jaenish на модели серповидно-клеточной анемии у мышей показала, что трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (ГСК), полученных от репрограммированных ЭСК-подобных клеток (iPS-клеток) позволяет избежать скорой гибели подопытных животных.

Авторы использовали «гуманизированную» модель серповидно-клеточной анемии. У животных линии С57black6/ 129Sv F1 - генетически идентичные мыши-реципиенты линии ген мышиного α-глобина был заменен на человеческий, и нормальный ген мышиного ß-глобина, заменен на дефектные человеческие Аγ и ßs гены. У мышей, гомозиготных по человеческому аллелю ßs, через некоторое развивалась серповидно-клеточная анемия. Именно этих животных использовали в качестве доноров фибробластов.

Как и в предыдущей работе, авторы из фибробластов получали iPS клетки путем трансдукции ретровирусным вектором и селекции на среде с неомицином. Отобранные колонии имели ЭСК-подобную морфологию и экспрессировали AP, SSEA1 и Nanog. Полученные линии коммитировали в гемопоэтическом направлении и подвергали генетической коррекции дефектные гены глобина. Для этого проводили электропорацию клеток выбранной линии с конструктом, несущим ген нормального человеческого глобина ßA.

Полученные после трансдукции клетки характеризовались экспрессией CD41 и c-kit, которые являются маркерами ГСК. Кроме того, клетки формировали колонии на метилцеллюлозе, что также отличает клетки гемопоэтического ряда.

Контролем на всех этапах эксперимента служили ранее полученные линии ЭСК мыши.

Исследуемые клетки (как экспериментальные, так и контрольные) трансплантировали летально облученным мышам. Как в опытной, так и в контрольной группе происходило восстановление нормального кроветворения. Метод проточной цитометрии позволил подтвердить, что миелоидные клетки формировались за счет введенных ГСК. О функциональной активности клеток свидетельствовало отсутствие в крови реципиентов аномальных форм человеческого ß-глобина [НbА и НbS].

Все гематологические и физиологические показатели [масса животных, количество дыхательных движений в мин. и др.] пришли в норму. Несмотря на то, что ни у одного из подопытных животных не было обнаружено образования опухолей - «тератом» [образование которых также является характеристикой истинных ЭСК], исследователи не могут исключить этого в дальнейшем, на более поздних сроках.

Авторы предлагают следующую последовательность терапевтических мероприятий для коррекции серповидно
клеточной анемии и др. гематологических заболеваний [рис.]: - репрограммирование [мутантных] донорских фибробластов в iPS-клетки;

• коррекция генетического дефекта с помощью гомологичной рекомбинации;
• дифференцировка полученных iPS-клеток в направлении гемапоэтических клеток-предшественников;
• трансплантация гематопоэтических клеток после тотального облучения донору.

Схема мероприятий для коррекции серповидно-клеточной анемии

Таким образом, совместное использование iPS-клеток и генной терапии позволяет добиться значительных успехов при лечении серповидно-клеточной анемии у мышей. Кроме того, работа позволяет сравнивать эффективность применения IPS с эффективностью применения ЭСК [3], и дает сделать вывод об их аналогичной эффективности.

About the authors

V. S. Melikhova

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Scheme of measures for the correction of sickle cell anemia

Download (113KB)

Indexing metadata