Tarpslankstelinių diskų liga (IDD) yra sekinanti būklė, pažeidžianti stuburą, dažnai atsirandanti dėl tarpslankstelinių diskų (IVD) pažeidimo ir vėlesnės degeneracijos. Visuomenei senstant, IDD paplitimas didėja, todėl didėja sergamumas ir sveikatos priežiūros išlaidos. Tradicinės gydymo galimybės turi apribojimų, todėl mokslininkai tiria naujoviškus regeneracinius gydymo būdus, kad atkurtų disko funkciją ir sumažintų skausmą.
Naujausi regeneracinės medicinos pasiekimai parodė, kad žmogaus pluripotentinės kamieninės ląstelės (hPSC) yra vertingas šaltinis gydant skeleto ligas, įskaitant IDD. Tarp jų žmogaus sukeltos pluripotentinės kamieninės ląstelės (hiPSC), sukurtos iš suaugusių somatinių ląstelių, yra įdomi galimybė. Jie gali būti nukreipti diferencijuoti į notochordines ląsteles (NC), o tai yra esminis pirmasis žingsnis kuriant veiksmingą regeneracinį IDD gydymą.
Novatoriškame tyrime mokslininkai panaudojo diferenciacijos metodą, kuriame naudojamas keturių faktorių kokteilis, skirtas specifiniams signalizacijos keliams – BMP, FGF, retinoinės rūgšties ir Wnt. Šis metodas sėkmingai pavertė CRISPR / Cas9 generuotus „mCherry-reporter“ hiPSC į notochordines ląsteles.
Išsami transkriptominių pokyčių analizė visame šiame diferenciacijos procese atskleidė, kad histono metilinimo reguliavimas atlieka pagrindinį vaidmenį palengvinant hiPSC perėjimą į notochordines ląsteles. Histono metilinimas yra esminė epigenetinė modifikacija, galinti paveikti genų ekspresiją nekeičiant pagrindinės DNR sekos.
Be to, mokslininkai pateikė įtikinamų įrodymų, kad specifiškai slopinant histono demetilazes KDM2A ir KDM7A/B, žymiai padidėjo hiPSC giminystės ryšys su notochordinėmis ląstelėmis. Šis atradimas rodo, kad manipuliavimas epigenetiniu hiPSC kraštovaizdžiu slopinant KDM gali veiksmingai kontroliuoti notochordui būdingą genų ekspresiją.
Šių išvadų pasekmės yra didelės. Jie ne tik pagerina mūsų supratimą apie molekulinius mechanizmus, kuriais grindžiama kamieninių ląstelių diferenciacija, bet ir atveria naujas galimybes kamieninėmis ląstelėmis pagrįstiems regeneraciniams metodams gydyti disko degeneraciją. Kaip pabrėžiama tyrime, taikymas į epigenetinius reguliatorius gali būti perspektyvi strategija siekiant pagerinti IDD regeneracinės terapijos veiksmingumą.
Šiam tyrimui vadovavo atsidavusių mokslininkų komanda, įskaitant Martha E Diaz-Hernandez, Kimihide Murakami, Shizumasa Murata, Nazir M Khan, Sreekala PV Shenoy, Katrin Henke, Hiroshi Yamada ir Hicham Drissi. Jų darbas yra reikšmingas žingsnis į priekį siekiant sukurti veiksmingus tarpslankstelinių diskų ligų gydymo būdus, galinčius pakeisti milijonų žmonių, nukentėjusių nuo šios būklės, gyvenimus.
Kadangi regeneracinės medicinos sritis ir toliau vystosi, hPSC ir jų darinių vaidmuo gydant sudėtingas stuburo ligas, tokias kaip IDD, greičiausiai taps vis svarbesnis ir atvers kelią naujoviškoms terapijoms, kurios atkuria funkcijas ir pagerina pacientų gyvenimo kokybę.
