استفاده از سلول های مشتق شده از iPSC انسانی برای ایجاد انقلابی در زمینه بیماری های عصبی


در این مصاحبه، ما با نمایندگان Axol Bioscience در مورد سلول های مشتق شده از iPSC انسانی آنها و اینکه چگونه آنها پتانسیل ایجاد انقلاب در زمینه بیماری های عصبی را دارند صحبت می کنیم.

لطفاً خودتان را معرفی کنید و از نقش خود در اکسول بیوساینس بگویید؟

لیام تیلور: من به مدت دو سال و نیم مدیر عامل Axol بوده‌ام و بر ادغام Censo Biotechnologies و Axol Bioscience در سال 2021 نظارت کردم تا شرکت Axol Bioscience را مانند امروز تشکیل دهم.

دکتر استیون برادبنت: من مدیر ارشد پشتیبانی علمی در Axol Bioscience هستم و به مشتریان و شرکای خدماتی در مورد سوالات فنی خود کمک می کنم. من یک الکتروفیزیولوژیست آموزش دیده هستم که روی MEA و سیستم های تصویربرداری در Axol کار می کنم.

دکتر سیان هامفریز: من مدیر پروژه در Axol Biosciences هستم و پروژه های تحقیقاتی را در Axol طراحی و مدیریت می کنم. من تجربه گسترده ای در زمینه کشف دارویی دارم که شامل کشف هدف اکتشافی، شبیه سازی، تولید خط سلولی و توسعه صفحه نمایش است.

مقدمه ای بر اکسول بیوساینس

Axol Bioscience متعهد است که یک تامین کننده قابل اعتماد سلول های مشتق شده از iPSC انسانی باشد. آیا می‌توانید درباره دلیل تأسیس شرکت و برخی از مأموریت‌های اصلی شما بیشتر به ما بگویید؟

لیام: Axol Bioscience در سال 2013 توسط جاناتان میلنر و یچن شی در کمبریج انگلستان تاسیس شد و در ابتدا سلول‌های بنیادی عصبی مشتق از iPSC انسانی، رسانه‌های پشتیبان و معرف‌ها را ارتقا داد. Censo Biotechnologies، که در سال 2016 از موسسه Roslin در ادینبورگ تشکیل شد، یک شرکت فناوری سلول های بنیادی بود که سلول های انسانی و خدمات تحقیقاتی قراردادی برای کشف دارو، آزمایش سمیت و بانک سلولی ارائه می کرد.

در مارس 2021، Censo Biotechnologies و Axol Bioscience با هم ادغام شدند تا Axol Bioscience امروزی را تشکیل دهند و سلول‌ها و خدمات مشتق شده از iPSC انسانی را به صنعت بیو دارو ارائه کنند. ماموریت Axol این است که شریک ارزشمند مشتری ما در ارائه سلول‌ها، مدل‌ها یا داده‌های سنجش با کیفیت، سازگار با iPSC باشد تا تحقیق و توسعه و کشف دارو را هدایت کند.

سلول های مشتق شده از iPSC برای طیف وسیعی از گونه های حیوانی و همچنین انسان تولید شده اند. مزایای استفاده از iPSC انسان در مقایسه با iPSC های مشتق شده از حیوانات برای محققان چیست؟

سیان: سلول های مشتق شده از iPSC فرصت بزرگی را برای داشتن منابع مداوم و قابل تکرار از انواع سلول های خاص ارائه می دهند. انسان سلول های مشتق شده از iPSC سلول های تمایز یافته را قادر می سازند تا در مدل های استفاده شوند انسان بیماری و برای آزمایش دارو

در حالی که مدل‌های حیوانی و iPSCهای مشتق‌شده از حیوانات نیز در این زمینه‌ها استفاده می‌شوند، مشکلات ذاتی در ترجمه‌پذیری هر پاسخی از مدل‌ها یا سلول‌های حیوانی به بیماری یا درمان انسانی وجود دارد. استفاده از سلول‌های مشتق شده از iPSC انسان این مشکل را برطرف می‌کند و پاسخ‌ها و اطلاعات مرتبط با انسان را در مورد بیماری و درمان‌ها ارائه می‌دهد.

سلول های بنیادی انسان

اعتبار تصویر: Jan Bruder/Shutterstock.com

در سایت خود، انواع سلول ها و معرف های مختلفی را ارائه می دهید. آیا می توانید در مورد محصولات موجود در Axol Bioscience و کاربردهای مختلف آنها در تحقیقات پیش بالینی به ما بگویید؟

سیان: Axol مجموعه‌ای از انواع سلول‌های مشتق شده از iPSC انسانی و رسانه‌ها و معرف‌های مرتبط را برای استفاده در مدل‌سازی مناطق مختلف عصبی، التهابی عصبی و بیماری‌های قلبی ارائه می‌دهد. برای آزمایش پیش بالینی درمان‌های بیماری‌های عصبی مانند پارکینسون، آلزایمر، هانتینگتون و ALS، طیف وسیعی از iPSC‌های مشتق شده از بیماران مبتلا به این بیماری‌ها را ارائه می‌کنیم که می‌توانند به هر نوع سلولی مانند نورون‌های قشر مغز و حرکتی تمایز یابند. این سلول‌ها سپس می‌توانند به تنهایی یا در کشت مشترک با سلول‌های پشتیبان مانند میکروگلیا یا آستروسیت‌ها (که ما نیز فراهم می‌کنیم) برای تقلید از وضعیت فیزیولوژیکی استفاده شوند. in vivo. کاردیومیوسیت‌های بطنی و دهلیزی Axol را می‌توان برای آزمایش سمیت قلبی قبل از ورود به آزمایش‌های انسانی و بررسی مناطق خاص بیماری قلبی مانند فیبریلاسیون دهلیزی استفاده کرد.

شما در حال نمایش در SfN و همچنین نمایش پوستری با آخرین تحقیقات خود در مورد بلوغ نورون های حرکتی iPSC خود هستید. آیا می توانید در مورد اینکه چرا تصمیم به اجرای این پروژه گرفتید بیشتر توضیح دهید؟

استیوناکسول در برنامه تحقیقاتی و نوآوری افق 2020 اتحادیه اروپا به نام پلتفرم برای توسعه یک پلت فرم بافت پیوند عصبی عضلانی پیشرفته انسانی برای آزمایش لوازم آرایشی و کاربردهای تحقیقاتی ALS شرکت کرده است. بخشی از این پروژه ما را ملزم می‌کرد که نورون‌های حرکتی بالغی را برای عصب‌بندی عضله اسکلتی فراهم کنیم و برای رسیدن به آن، یک مکمل رسانه‌ای «شتاب‌دهنده» نورون حرکتی ایجاد کردیم که زمان رسیدن به بلوغ عملکردی را از شش هفته به 10 روز کاهش می‌دهد.

در پوستر ما، استفاده از این مکمل را برای تولید یک محیط رشد فیزیولوژیکی تر و اصلاح شده برای بلوغ نورون های حرکتی نشان می دهیم. ما همچنین نشان می‌دهیم که نورون‌های حرکتی مشتق‌شده از یک بیمار ALS در این سیستم، قطارهای انفجاری طولانی‌تر و کاهش هماهنگ‌سازی را در مقایسه با نورون‌های حرکتی نوع وحشی نشان می‌دهند، که یک مدل مرتبط با بیماری برای غربالگری ترکیب با توان متوسط ​​یا مطالعات مکانیکی ارائه می‌کند.

علیرغم شرایط تخریب کننده عصبی، مانند اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS)، که میلیون ها نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد، درک این شرایط می تواند چالش برانگیز باشد. چرا این هست؟

استیون: این شرایط شامل فعل و انفعالات سلولی متعددی است، و ایجاد مجدد آنها برای مدل سازی یک بیماری در یک ارگانیسم کامل، مانند موش یا موش، یا در شرایط آزمایشگاهی، در یک سیستم سلولی، پیچیده است. همانطور که بحث شد، مدل‌های حیوانی شرایط انسانی را به خوبی نشان نمی‌دهند، به‌ویژه شرایط تخریب‌کننده عصبی که شامل ناهنجاری‌های شناختی بیشتری است، مانند زوال عقل، که موش‌ها یا موش‌ها آن را تجربه نمی‌کنند.

یک مدل سلولی مرتبط فیزیولوژیکی نیز دارای محدودیت‌هایی است، اما کشت همزمان تعدادی از انواع سلول‌های کلیدی، مانند نورون‌های حرکتی و سلول‌های ماهیچه‌ای اسکلتی برای ALS، که به طور ایده‌آل از بیماران مبتلا به این بیماری مشتق شده‌اند، یک سیستم مرتبط با انسان را ارائه می‌دهد که در آن شروع به شناسایی می‌شود. فنوتیپ های بیماری و بنابراین، اهداف درمانی بالقوه.

نورون های حرکتی زیر میکروسکوپ

اعتبار تصویر: Rattiya Thongdumhyu/Shutterstock.com

نورون‌های حرکتی مشتق‌شده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSC) می‌توانند منبع نامحدودی از سلول‌ها را فراهم کنند که می‌توان از آن برای مطالعه شرایط عصبی استفاده کرد، اما به طور سنتی بالغ شدن کامل این سلول‌ها تا شش هفته طول می‌کشد. چالش‌های پیرامون این زمان انتظار چیست، و آخرین تحقیقات شما چگونه این بلوغ عملکردی را از شش هفته به ده روز کاهش می‌دهد؟

سیان: انواع سلول های بالغ برای نمایش بهتر بسیاری از شرایط تخریب کننده عصبی که اغلب جمعیت های پیر را تحت تأثیر قرار می دهند، مورد نیاز است. بسیاری از iPSC ها به طور سنتی با ژنوتیپ ها و فنوتیپ های نابالغ و/یا جنین مانند تولید می شوند و نماینده چنین گروه های بیمار نیستند. بنابراین، روش‌های افزایش بلوغ انواع سلولی برای داشتن مدل‌های بیماری مرتبط کلیدی است. در جایی که می‌توان این دوره بلوغ را تسریع کرد، می‌توان در هزینه‌های زیادی صرفه‌جویی کرد (مثلاً منابع، معرف‌ها و زمان) و این امکان چرخش سریع‌تری را در زمینه‌هایی مانند غربالگری برای ترکیبات درمانی بالقوه فراهم می‌کند.

در توسعه مکملی برای تسریع بلوغ نورون حرکتی، ما سعی کرده‌ایم محیط رشد نورون‌های حرکتی را بازسازی کنیم و بلوغ سریع را پیش ببریم. این مکمل با تقلید سیگنال‌های in vivo بین نورون‌های حرکتی و سلول‌های پشتیبان آنها کار می‌کند و حاوی فاکتورهای سیگنال‌دهنده موجود در محیط اصلی نورون‌های حرکتی است.

چه چیزی از تحقیقات خود کشف کردید، و چگونه این کشف می تواند ابزار ارزشمندی برای تحقیقات بیشتر در مورد بیماری عصبی عضلانی باشد؟

استیون: با بلوغ نورون های حرکتی به مدت ده روز در این مکمل و کشت این سلول ها با عضله اسکلتی مشتق از iPSC، ما توانستیم شکل گیری اتصالات عصبی-عضلانی را در یک سیستم میکروفلوئیدی نشان دهیم. ضبط‌های MEA و Incucyte® Neuroburst Orange Lentivirus از نورون‌های حرکتی مشتق شده از iPSC در روز دهم از یک اهداکننده سالم و نورون‌های حرکتی بالغ روز هفتم از یک اهداکننده مبتلا به ALS انجام شد.

نورون‌های حرکتی نوع وحشی شلیک خود به خودی هماهنگ را نشان می‌دهند، در حالی که نورون‌های حرکتی ALS قطارهای انفجاری طولانی‌تری و کاهش همگام‌سازی را مشاهده می‌کنند. بنابراین نشان داده شد که این کشت مشترک نورون حرکتی / عضله اسکلتی یک فنوتیپ مرتبط بالینی را نشان می دهد و نشان می دهد که یک مدل غربالگری کاملاً انسانی و بالینی از اتصال عصبی عضلانی و ALS در دسترس است.

در سایت خود، علاوه بر نمایش محصولات و خدمات خود، منابع متنوعی از جمله یادداشت های برنامه و راهنماهای نحوه کار را نیز ارائه می دهید. چگونه در دسترس بودن منابع مختلف باعث بهبود روابط با مشتری و ترویج تحقیقات جدید می شود؟

لیام: Axol معتقد است که با مشتریان خود شفاف و باز است و تا جایی که می توانیم اطلاعات بیشتری در مورد انواع سلول ها و خدمات ارائه می دهد. ارتباط با مشتریان خدمات ما برای درک زمینه های تحقیقاتی مورد علاقه و توسعه محصول جدید بالقوه کلیدی است، در حالی که با به اشتراک گذاشتن هر چه بیشتر داده ها در مورد محصولات خود، ما معتقدیم که می توانیم درک مدل های مختلف بیماری را پیش ببریم و همکاری بین گروه های علاقه مند را تقویت کنیم. این زمینه های تحقیقاتی

آینده Axol Bioscience چیست؟ آیا در پروژه های هیجان انگیز آینده شرکت دارید؟

لیام: Axol مشتاق است که پیشنهاد خود را در کشت مشترک انواع سلول های عصبی گسترش دهد تا مدل های بیماری های عصبی مرتبط با فیزیولوژیکی را ارائه دهد. ما اخیراً با NETRI همکاری کرده‌ایم تا نورون‌های حسی و نورون‌های حرکتی را برای دستگاه‌های ارگان روی یک تراشه آن‌ها برای بازارهای دارویی و آرایشی ارائه کنیم.

ما همچنین در گروه‌های کاری سمیت عصبی و سلول‌های بنیادی قلبی HESI مشارکت داریم که فرصت‌هایی را برای استفاده از منابع مشترک و تخصص صنعت، تنظیم‌کننده‌ها و دانشگاه برای ایجاد رویکردهای تاثیرگذار و مبتنی بر داده‌ها برای چالش‌های بهداشت جهانی فراهم می‌کنند.

خوانندگان از کجا می توانند اطلاعات بیشتری بیابند؟

مکمل شتاب دهنده بلوغ نورون حرکتی

وبلاگ مهندسی زیستی پیوند عصبی عضلانی انسان (NMJ).

پوستر SfN

درباره لیام تیلورلیام تیلور

لیام تیلور مدیر عامل شرکت Axol Bioscience است و تجربه زیادی در مدیریت مالی، عملیاتی و شرکت دارد.

درباره دکتر استیون برادبنت

دکتر استیون برادبنت مدیر ارشد پشتیبانی علمی در Axol Bioscience است. استیون یک الکتروفیزیولوژیست آموزش دیده، دارای دکترای فارماکولوژی و کارشناسی ارشد در علوم اعصاب از UCL است.

درباره دکتر سیان هامفریس

دکتر سیان هامفریس مدیر پروژه در Axol Bioscience است و تجربه گسترده ای در توسعه سنجش، تمایز برگرفته از iPSC و مدیریت پروژه، به ویژه در علوم اعصاب دارد.

او دارای مدرک دکترای بیوشیمی از دانشگاه کمبریج و لیسانس بیوشیمی از دانشگاه منچستر است.



منبع