خلاصه:

برنامه­ریزی مجدد سلول­های سوماتیکی بالغ انسانی به سلول­های بنیادی پرتوان القایی (iPSCها)، رویکردی جدید برای تولید سلول­های مختص هر بیمار در پیوندهای اتولوگ می­باشد. این­که آیا چنین سلول­هایی به مدت طولانی بقا پیدا می­کنند، به نورون­های کارآمد تمایز می­یابند و می­توانند روند بهبودی را در مغز آسیب دیده در اثر سکته القا کنند، مشخص نیست. در این مطالعه، سلول­های بنیادی شبه بافت نورواپی­تلیالی با توان خودنوسازی طولانی مدت (It-NES) که از iPSCهای مشتق از فیبروبلاست بالغ انسانی تولید شدند، به ناحیه­ی cortex و striatum مغز رت و موش دچار سکته شده، پیوند زده شدند. یک هفته پس از پیوند، بهبود حرکات پنجه­ی دست حیوانات موردآزمایش مشاهده شد. بهبود حاصل به احتمال زیاد به­دلیل جایگزینی نورون­ها نبوده، بلکه بیشتر مربوط به افزایش سطح فاکتور رشد اندوتلیالی عروقی می­باشد که احتمالاً باعث افزایش انعطاف­پذیری یا پلاستیسیتی (plasticity) درونی می­شود. پس از پیوند، تکثیر سلول­های پیوند شده متوقف می­شود اما می توانند حداقل به­مدت چهار هفته بدون تشکیل تومور بقا یابند و به زیرگروه­های مختلفی از نورون­هایی با مورفولوژی نورون­های بالغ تمایز پیدا کنند. در پیوندهای intrastriatal ، نورون­ها زوائد آکسونی را به سمت ناحیه­ی globus pallidus می­فرستاند. سلول­های پیوند شده خصوصیات الکتروفیزیولوژیکی نورون­های بالغ را نشان داده و از نورون­های میزبان پیام­های سیناپسی را دریافت می­کردند. در این مطالعه، اولین شواهد حاکی از اینکه پیوند سلول­های حاصل از iPSC انسانی، رویکردی کارا و ایمن جهت ارتقای فرآیند بهبود مغز پس از سکته است و می­تواند برای جایگزینی نورون­های جدید در مغز آسیب دیده به­کار رود، ارائه شده است.  

Human Induced Pluripotent Stem Cells form Functional Neurons and Improve Recovery After Grafting in Stroke-Damaged Brain.

Source

Laboratory of Neural Stem Cell Biology and Therapy, University Hospital, SE-221 84 Lund, Sweden; Lund Stem Cell Center, Lund, Sweden.

Abstract

Reprogramming of adult human somatic cells to induced pluripotent stem cells (iPSCs) is a novel approach to produce patient-specific cells for autologous transplantation. Whether such cells survive long-term, differentiate to functional neurons, and induce recovery in the stroke-injured brain is unclear. We have transplanted long-term self-renewing neuroepithelial-like stem (lt-NES) cells, generated from adult human fibroblast-derived iPSCs, into the stroke-damaged mouse and rat striatum or cortex. Recovery of forepaw movements was observed already at 1 week after transplantation. Improvement was most likely not due to neuronal replacement but was associated with increased vascular endothelial growth factor levels, probably enhancing endogenous plasticity. Transplanted cells stopped proliferating, could survive without forming tumors for at least 4 months, and differentiated to morphologically mature neurons of different subtypes. Neurons in intrastriatal grafts sent axonal projections to the globus pallidus. Grafted cells exhibited electrophysiological properties of mature neurons and received synaptic input from host neurons. Our study provides the first evidence that transplantation of human iPSC-derived cells is a safe and efficient approach to promote recovery after stroke and can be used to supply the injured brain with new neurons for replacement.