Cand. Sci. (Biology)
канд. биол. наук
Cand. Sci. (Biology)
канд. биол. наук
Cand. Sci. (Biology)
канд. биол. наук
The utilization of technology for the generation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) and their subsequent differentiation is a promising approach for the study of disease pathogenesis and development of methods for treating optical neuropathies and retinopathy, which are the most common types of visual pathologies, in which retinal ganglion cells degenerate (consequently, optic nerve atrophy) or pigment epithelial cells and photoreceptors are affected, respectively. The prospect of patient-specific iPSCs has become a powerful alternative tool for discovering novel disease-causing mutations, studying genotype–phenotype relationships, screening therapeutic toxicity, and developing personalized cell therapy for optical neuropathies and retinopathies.
Numerous studies have demonstrated the possibility of creating different types of retinal cells from iPSCs, which provides a rapid development of the research area of human diseases for which no relevant animal models are available or access to primary human tissues and cells is limited.
This review presents various protocols for generating iPSCs from somatic cells and their subsequent differentiation, with an emphasis on the observed biological effects of the resulting cell cultures, including organoids, and discusses the prospects of using such models. The article may be useful to researchers studying the pathogenesis of various hereditary forms of blindness and developers of approaches for the treatment of these diseases who need a relevant cellular model.
Использование технологии получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (ИПСК) с их последующей дифференцировкой является перспективным подходом для изучения патогенеза заболеваний и разработки способов терапии оптических нейропатий и ретинопатий — наиболее распространённых типов патологий зрительной системы, при которых происходит дегенерация ганглиозных клеток сетчатки (и как следствие — атрофия зрительного нерва) или поражаются клетки пигментного эпителия и фоторецепторы, соответственно. Перспектива получения специфичных для пациента ИПСК добавила мощный альтернативный инструмент обнаружения новых вызывающих заболевания мутаций, изучения взаимосвязей между генотипом и фенотипом, проведения скрининга терапевтической токсичности и разработки персонализированной клеточной терапии оптических нейропатий и ретинопатий.
Многочисленные работы демонстрируют возможность создания из ИПСК различных типов клеток сетчатки, что обеспечивает бурное развитие направления исследований заболеваний человека, для которых отсутствуют релевантные животные модели или ограничен доступ к первичным тканям и клеткам человека.
В настоящем обзоре представлено разнообразие протоколов по получению из соматических клеток ИПСК с их последующей дифференцировкой с акцентом на наблюдаемые биологические эффекты получаемых клеточных культур, в том числе и органоидов, а также обсуждаются перспективы использования таких моделей. Статья может быть полезна исследователям, изучающим патогенез различных наследственных форм слепоты, и разработчикам подходов к терапии этих заболеваний, нуждающимся в получении релевантной клеточной модели.