ರೋಗಗಳ ಸ್ಟೆಮ್ ಸೆಲ್ ಮಾದರಿಗಳು: ಆಲ್ಬಿನಿಸಂನ ಮೊದಲ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ

Scientists have developed the first patient-derived stem cell ಮಾದರಿ of albinism. The model will help studying eye conditions related to oculocutaneous albinism (OCA).  

Sಟೆಮ್ ಕೋಶಗಳು ವಿಶೇಷತೆ ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಅವರು ದೇಹದಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಆದರೆ ಅವರು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ತಮ್ಮನ್ನು ತಾವು ವಿಭಜಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ನವೀಕರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸ್ನಾಯು ಕೋಶಗಳು, ರಕ್ತ ಕಣಗಳು, ಮೆದುಳಿನ ಕೋಶಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳಂತಹ ದೇಹದಲ್ಲಿ ಪರಿಣತಿ ಹೊಂದಲು ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತಾರೆ.  

Stem cells are present in our bodies at all stages of life, from ಭ್ರೂಣ to adulthood. Embryonic stem cells (ESCs) or fetal ಕಾಂಡಕೋಶಗಳು ಆರಂಭಿಕ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ ಆದರೆ ದೇಹಕ್ಕೆ ದುರಸ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ವಯಸ್ಕ ಕಾಂಡಕೋಶಗಳು ಪ್ರೌಢಾವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ.  

Stem cells can be grouped into four: embryonic stem cells (ESCs), adult stem cells, ಕ್ಯಾನ್ಸರ್ stem cells (CSCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs). Embryonic stem cells (ESCs) are derived from inner mass cells of the blastocyst-stage of mammalian embryo that are three to five days old. They can self-renew indefinitely and differentiate into cell types of all three germ layers. On the other hand, adult stem cells serve as a repair system to maintain cell homeostasis in tissues. They can replace dead or injured cells but have limited proliferation and differentiation potential in comparison with ESCs. Cancer stem cells (CSCs) arise from normal stem cells that undergo gene mutations. They initiate tumours forming a large colony or clones. Cancer stem cells play important roles in malignant tumours hence targeting them could provide a way to treat cancers.  

ಪ್ರೇರಿತ ಪ್ಲುರಿಪೊಟೆಂಟ್ ಕಾಂಡಕೋಶಗಳು (iPSC ಗಳು) ವಯಸ್ಕ ದೈಹಿಕ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ. ಜೀನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಅಂಶಗಳ ಮೂಲಕ ದೈಹಿಕ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಪುನರುತ್ಪಾದಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಪ್ಲುರಿಪೊಟೆನ್ಸಿ ಕೃತಕವಾಗಿ ಪ್ರಚೋದಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. iPSC ಗಳು ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ವ್ಯತ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಭ್ರೂಣದ ಕಾಂಡಕೋಶಗಳಂತೆ. ಮೊದಲ iPSC ಯನ್ನು 2006 ರಲ್ಲಿ ಯಮನಕಾ ಅವರು ಮ್ಯೂರಿನ್ ಫೈಬ್ರೊಬ್ಲಾಸ್ಟ್‌ಗಳಿಂದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಅಂದಿನಿಂದ, ರೋಗಿಯ-ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾದರಿಗಳಿಂದ ಹಲವಾರು ಮಾನವ iPSC ಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ರೋಗಿಯ ಆನುವಂಶಿಕತೆಯು iPSC ಗಳ ತಳಿಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆಯಾದ್ದರಿಂದ, ಈ ಪುನರುತ್ಪಾದಿತ ದೈಹಿಕ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಅನುವಂಶಿಕ ಕಾಯಿಲೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಾನವ ಆನುವಂಶಿಕ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆಗಳ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಯನ್ನುಂಟು ಮಾಡಿದೆ.  

ಮಾದರಿಯು ಒಂದು ಪ್ರಾಣಿ ಅಥವಾ ಜೀವಕೋಶವಾಗಿದ್ದು ಅದು ನಿಜವಾದ ರೋಗದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ ಎಲ್ಲಾ ಅಥವಾ ಕೆಲವು ರೋಗಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮಾದರಿಯ ಲಭ್ಯತೆಯು ಸೆಲ್ಯುಲಾರ್ ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ರೋಗದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಾಗಿ ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವಲ್ಲಿ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ರೋಗವು ಹೇಗೆ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಸಂಭಾವ್ಯ ಚಿಕಿತ್ಸಾ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಒಂದು ಮಾದರಿ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಮಾದರಿಯ ಸಹಾಯದಿಂದ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಔಷಧ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳನ್ನು ತೆರೆಯಬಹುದು ಅದು ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೋಗದ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ನಿಲ್ಲಿಸಬಹುದು. ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ದೀರ್ಘಕಾಲ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಹಲವಾರು ಅನಾನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಆನುವಂಶಿಕ ಅಸಮಾನತೆಗಳಿಂದಾಗಿ ಆನುವಂಶಿಕ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಮಾದರಿಗಳು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಈಗ, ಮಾನವನ ಕಾಂಡಕೋಶಗಳನ್ನು (ಭ್ರೂಣ ಮತ್ತು ಪ್ರಚೋದಿತ ಪ್ಲುರಿಪೊಟೆಂಟ್) ಮಾನವ ರೋಗಗಳ ಮಾದರಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.  

ಮಾನವನ iPSC ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ರೋಗ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಹಲವಾರು ಮಂದಿಗೆ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಲ್ಯಾಟರಲ್ ಸ್ಕ್ಲೆರೋಸಿಸ್, ರಕ್ತದ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆಗಳು, ಮಧುಮೇಹ, ಹಂಟಿಂಗ್ಟನ್ಸ್ ಕಾಯಿಲೆ, ಬೆನ್ನುಮೂಳೆಯ ಸ್ನಾಯು ಕ್ಷೀಣತೆ ಇತ್ಯಾದಿ. ಉತ್ತಮ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ಇವೆ ಮಾನವ iPSC ಮಾದರಿಗಳು of human neural diseases, congenital heart diseases and other genetic ಅಸ್ವಸ್ಥತೆs.  

ಆದಾಗ್ಯೂ, ನ್ಯಾಷನಲ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಹೆಲ್ತ್ (NIH) ನ ಭಾಗವಾಗಿರುವ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಐ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ (NEI) ಯ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಮಾನವ iPSC ಆಧಾರಿತ ಇನ್ ವಿಟ್ರೊ ಮಾದರಿಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡುವವರೆಗೆ ಅಲ್ಬಿನಿಸಂನ ಮಾನವ iPSC ಮಾದರಿಯು 11 ಜನವರಿ 2022 ರವರೆಗೆ ಲಭ್ಯವಿರಲಿಲ್ಲ. ಆಕ್ಯುಲೋಕ್ಯುಟೇನಿಯಸ್ ಆಲ್ಬಿನಿಸಂ (OCA) 

Oculocutaneous albinism (OCA) is a ಆನುವಂಶಿಕ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆ affecting pigmentation in the eye, skin, and hair. The patients suffer eye problems like reduced best-corrected visual acuity, reduced ocular pigmentation, abnormalities in fovea development, and/or abnormal crossing of optic nerve fibres. It is thought that improving eye pigmentation could prevent or rescue some of the vision defects.  

The researchers developed an in-vitro model for studying pigmentation defects in human retinal pigment epithelium (RPE) and showed that the ರೆಟಿನಲ್ pigment epithelium tissue derived in vitro from patients recapitulates the pigmentation defects seen in albinism. This is very interesting in view of the fact that animal models of albinism are unsuitable and there is limited human cell lines to study melanogenesis and pigmentation defects. The patient-derived OCA1A- and OCA2-iPSCs developed in this study can be a renewable and reproducible source of cells for the production of target cell and/or tissue types. In vitro derived OCA tissues and OCA-iRPE will allow deeper understanding of how melanin formation takes place and identify molecules involved in pigmentation defects, and further probe for molecular and/or physiologic differences. 

ಆಕ್ಯುಲೋಕ್ಯುಟೇನಿಯಸ್ ಅಲ್ಬಿನಿಸಂ (OCA) ಸಂಬಂಧಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಗುರಿಯ ಕಡೆಗೆ ಇದು ಬಹಳ ಮಹತ್ವದ ಹೆಜ್ಜೆಯಾಗಿದೆ.  

***

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು:  

1. ಏವಿಯರ್, ವೈ., ಸಾಗಿ, ಐ. & ಬೆನ್ವೆನಿಸ್ಟಿ, ಎನ್. ಪ್ಲುರಿಪೊಟೆಂಟ್ ಸ್ಟೆಮ್ ಸೆಲ್ ಇನ್ ಡಿಸೀಸ್ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಡ್ರಗ್ ಡಿಸ್ಕವರಿ. ನ್ಯಾಟ್ ರೆವ್ ಮೋಲ್ ಸೆಲ್ ಬಯೋಲ್ 17, 170–182 (2016). https://doi.org/10.1038/nrm.2015.27 

2. ಚೇಂಬರ್ಲೇನ್ ಎಸ್., 2016. ಮಾನವ iPSC ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ರೋಗ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್. ಹ್ಯೂಮನ್ ಮಾಲಿಕ್ಯುಲರ್ ಜೆನೆಟಿಕ್ಸ್, ಸಂಪುಟ 25, ಸಂಚಿಕೆ R2, 1 ಅಕ್ಟೋಬರ್ 2016, ಪುಟಗಳು R173–R181, https://doi.org/10.1093/hmg/ddw209  

3. ಬಾಯಿ X., 2020. ಸ್ಟೆಮ್ ಸೆಲ್-ಆಧಾರಿತ ರೋಗ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಸೆಲ್ ಥೆರಪಿ. ಕೋಶಗಳು 2020, 9(10), 2193; https://doi.org/10.3390/cells9102193  

4. ಜಾರ್ಜ್ ಎ., ಇತರರು 2022. ಮಾನವ ಪ್ರೇರಿತ ಪ್ಲುರಿಪೋಟೆಂಟ್ ಸ್ಟೆಮ್ ಸೆಲ್-ಡೆರೈವ್ಡ್ ರೆಟಿನಲ್ ಪಿಗ್ಮೆಂಟ್ ಎಪಿಥೀಲಿಯಂ (2022) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಆಕ್ಯುಲೋಕ್ಯುಟೇನಿಯಸ್ ಆಲ್ಬಿನಿಸಂ ಟೈಪ್ I ಮತ್ತು II ರ ವಿಟ್ರೊ ಡಿಸೀಸ್ ಮಾಡೆಲಿಂಗ್. ಸ್ಟೆಮ್ ಸೆಲ್ ವರದಿಗಳು. ಸಂಪುಟ 17, ಸಂಚಿಕೆ 1, P173-186, ಜನವರಿ 11, 2022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.11.016 

***