Retina hastalıkları Kalıtsal, geri dönüşümsüz ve geri dönüşümsüz görme kayıplarının en önemli nedenidir. Farklı kemirgenler üzerindeki hastalık modelleri bu konuda bilgi verirken; Hastalıkla ilgili dokuların ve türlerle ilgili farklılıkların olmaması, insan görme kaybını anlamanın önündeki en büyük engellerdir. İnsan pluripotent kök hücreleri (iPSC), hastalık mekanizmasını ve potansiyel yeni terapötik hedefleri anlamak için yeni bir yol açar.
İnsan gözü, vücuttaki en karmaşık organlardan biridir ve farklı hücre türlerinde milyonlarca devreden oluşur. Ek olarak, nöral retina insan gözü için mükemmel bir model görevi görür. Beyin fonksiyonlarının %30’dan fazlası gözlerin algıladığı ışığı analiz eder. Göz, embriyonik gelişim sırasında nöroepitelyum adı verilen dokudan türetilir.
Gözdeki retinanın yapısı esas olarak retina nöronları ve retina pigment epiteli (RPE) hücrelerinden oluşur. Nöral retina, çok sayıda katmandan oluşur ve fotoreseptörler (çubuklar ve koniler adı verilen hücreler), retinal ganglion hücreleri (RGC) ve internöronlardan oluşur. Fotoreseptörler en dış katmanı oluşturur. Gece görüşünü işleyen çubuk hücreler, fotoreseptörlerin %95’ini oluşturur. Koniler ise renkli görüntüyü işler. Bu hücreler gelen ışığı foton olarak alır ve kimyasal sinyallere dönüştürür. En içteki katman, aksonları (nöronların uzantıları) beyne kadar uzanan küçük nöronlardan oluşan RGC’den oluşur. Fotoreseptör hücrelerinin topladığı görsel bilgiyi elektriksel uyarı olarak beyne taşır. RPE hücreleri tek tabakalı, altıgen şekilli ve oldukça pigmentlidir.
İçindekiler
Retinanın dejeneratif hastalıkları
Retinitis pigmentosa (RR) ve yaşa bağlı makula dejenerasyonu (AMD) gibi retinanın dejeneratif hastalıkları, retinadaki fotoreseptörlerin ve RPE’nin erken kaybından kaynaklanır. RP’nin ana semptomları gece körlüğü ve görmede kalıcı bir azalmadır. Bu durum çoğu hastada erken yaşta başlar ve sonunda körlüğe yol açar. AMD öncelikle merkezi görme kaybına neden olur. Dünya Sağlık Örgütü’nün yaptığı araştırma, AMD’li 170 milyon kişi ve RP’li 1.5 milyon kişi olduğunu bildiriyor. AMD, üçüncü en yaygın görme kaybıdır. Günümüzde mevcut olan tedaviler yalnızca hastalığın ilerlemesini geciktirmektedir ve bu ilerlemeyi sınırlayacak etkili bir terapötik müdahale bulunmamaktadır. İnsan iPSC’den türetilen retina kök hücrelerinin nakli, bu tedavi edilemez hastalıklar için potansiyel bir tedavi olabilir.
Kök hücre temelli terapötik yaklaşım
Başarılı hücre tedavisi yöntemleri, dünya çapında çeşitli gruplar tarafından deneysel düzeyde yapılmıştır. Bu strateji, iPS hücre teknolojisindeki gelişmelerle mümkün olmuştur. Bu hücreler vücuttaki her türlü hücreyi üretme yeteneğine sahiptir. iPSC, hastaya özel hale getirilebildiği için embriyonik kök hücrelere göre faydalıydı. Bu şekilde genetik hastalıklar, in vitro ortamda iPSC tabanlı modeller kullanılarak incelenebilir. Takashi ve ark.
Retina hücrelerinin yenilenme yeteneği çok azdır ve bu nedenle patolojiler körlüğe yol açar. Bu nedenle tedavisi mümkün olmayan göz hastalıklarının tedavisine ihtiyaç vardır. Ek olarak, tedavi stratejilerini değerlendirmeden önce hastalığın altında yatan mekanizmaları anlamak önemli bir rol oynar. Hücre tabanlı stratejiler arasında allojenik terapi (farklı bir insan hücresinden bir hücrenin nakledilmesi) ve kişiselleştirilmiş hücre terapisi yer alır.
iPSC’den retinal ve nöral kök hücre türlerinin üretilmesi
Farklılaşmamış kök hücre hatları, istenen hücre tiplerini elde etmek için belirli faktörlerle işlenir. İnsan iPSC işlevi bağımsızdır. Dinamik kompleks, spesifik büyüme faktörleri, sitokinler ve hücreler arası matris molekülleri dahil olmak üzere mikroçevrede değişiklikler gerektirir. Spesifik büyüme faktörlerinin ve küçük moleküllerin spesifik formülasyonu ve uygun konsantrasyonları, istenen hücre tipinin elde edilmesinde önemli bir rol oynar.
Kemirgen modeli sistemi, görme kaybının patogenezi hakkında değerli bilgiler sağlar. Bununla birlikte, kemirgen ve insan sistemi arasındaki klinik farklılıklar sınırlamalar oluşturmaktadır. Alternatif bir strateji, ölüm sonrası (kadavra) biyopsi veya retina dokusunun kullanılmasını içerir. Ancak, bu alternatifler hastalığın ilerlemesini izlemek için uygun olmayabilir. Diğer bir zorluk ise doku miktarının çok az olmasıdır. Tüm bu zorluklar göz önüne alındığında, iPSC’den türetilen retina hücreleri mevcut sorunların üstesinden gelebilir. iPSC’den türetilen hücrelerin hastalıkla ilgili hücre tiplerine farklılaşmasındaki son gelişmeler tıp alanında devrim yarattı. Sadece mutasyona uğramış geni tanımlamak için değil, aynı zamanda erken vakalarda görme kaybının ilerlemesini izlemek ve tersine çevirmek için de umut vericidir. iPSC’nin anlayışımıza katkıda bulunduğu 4 alan:
1) yeni nesil DNA dizilimi ile hastalarda hastalığa neden olan mutasyonların tanımlanması,
2) Hastalığa neden olan hücresel ve moleküler mekanizmaları ortaya çıkarmak,
3) görme kaybının ilerlemesini önlemek için küçük moleküllü ilaç denemeleri,
4) Gen düzenlemesi ile allojenik veya otolog hücre tedavisi.
yeni nesil sıralama yöntemleri; Özellikle AMP ve RP gibi kalıtsal retinal hastalıklardan yeni genlerin ve mutasyonların ortaya çıkmasına katkıda bulunur.
Gen tedavisi
Fonksiyonel bir proteinin gen terapisi onarımı, dünyadaki bazı gruplar tarafından bir tedavi stratejisi olarak test edilmiştir. Başarılı bir çalışmada, MFRP proteini viral vektörler aracılığıyla RP’li hastalara verildi. Hücre iskeleti, MFRP aktarımının bir sonucu olarak sabitlenir. Aynı yöntemi fareler üzerinde test ettiler ve görsel bir gelişme fark ettiler. 2014 yılında yapılan başka bir çalışmada CEP-290 proteini alıntılanmıştır. CEP-290 genindeki mutasyonun fotoreseptör kaybına neden olduğu bilinmektedir.
uygulamadaki zorluklar
RPE’lerin ve fotoreseptörlerin klinik deneylere başarılı bir şekilde transfer edilmesinde bazı zorluklar vardır. bunlar;
1-Dönüşüm türü: En büyük zorluk, hücreleri dönüştürmek için standart bir yöntem oluşturmak ve doktorları bu enjeksiyonları gerçekleştirmeleri için eğitmektir. ana nokta; Saklama koşulları, çözme etkinliği, hücre çözünürlüğü ve kullanılan cerrahi aletin türü tedavi etkinliğini etkileyecektir. Tüm bu değişkenler, maksimum etkinlik için optimize edilmelidir.
2- Hücrenin hayatta kalması: Transferden sonra hücrenin hayatta kalması çoğunlukla yaşa ve hastalığın evresine bağlıdır. Ayrıca hücrelerin canlılığı, saflığı ve türü de faktörler arasındadır.
3- Hücrenin ortama uyumu: Önemli olan, görme işlevinde yer alan nakledilen hücrelerin sayısıdır. Bazı çalışmalarda dış zarı enzimlerle zayıflatarak retinaya ulaşmaya çalışmıştır.
4- Bağışıklık sistemi yanıtı: Hücreler retinaya ulaştıktan sonra, bir bağışıklık sistemi tepkisi için hedef haline gelirler. Bağışıklığı baskılanmış hayvan modellerindeki terapiler, hücrelerin uzun süre hayatta kalmasına yardımcı olur. Maymunların bağışıklık sistemi, fareler gibi küçük vücutlu canlılardan çok insanlarınkine benzer. Küçük organizmalarla çalışmak faydalı bilgiler sağlarken, daha büyük organizmalar iPSC’den türetilen tedavileri kliniğe getirmek için daha faydalıdır.
5- Hücrelerin fonksiyonel entegrasyonu: Hücrelerin bir sinir ağına işlevsel entegrasyonu, nakledilen hücrelerin verimliliğine bağlıdır. Hücrelere büyüme faktörleri enjekte etmek, hücrelerin daha yüksek bir oranda hayatta kalmasına ve böylece daha iyi işlevsel entegrasyon elde etmesine yardımcı olabilir.
PR implant denemeleri, preklinik çalışmalarda görsel işlevi eski haline getirdiğini göstermiştir. Ayrıca tümör oluşumu ve istenmeyen farklılaşma meydana gelebilir. Bu nedenle, iPSC’den türetilen hücre tedavilerinin güvenliği hala test edilmektedir. Mevcut teknik sorunlar aşıldığında, inatçı körlük vakalarında iPSC hücre tedavisi yöntemi kullanılabilir.
kaynak:
Rathod ve tabut. Hastalık modelleme ve rejeneratif tıpta indüklenmiş pluripotent kök hücreler (iPSC) kaynaklı retina hücreleri. Journal of Chemical Neuroanatomy https://doi.org/10.1016/j.jchemneu.2018.02.002
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]