研究人員拯救了光感受器預(yù)防了年齡相關(guān)性黃斑變性動物模型的失明
國家眼科研究所(NEI)的研究人員使用一種新型的患者特異性干細(xì)胞療法,防止了地理萎縮動物模型的失明,這是一種先進(jìn)的“干燥”形式的年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD),這是一種領(lǐng)先的65歲及以上人群視力喪失的原因。由動物研究于1月16日在科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)(STM)上發(fā)表的協(xié)議,為在地理萎縮患者中測試治療的首次人體臨床試驗奠定了基礎(chǔ),目前尚無治療方法。
“如果臨床試驗向前發(fā)展,那將首次測試一種源自誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)的干細(xì)胞治療疾病,”Stadtman研究員Kapil Bharti博士說。眼部和干細(xì)胞轉(zhuǎn)化研究NEI部門負(fù)責(zé)人。Bharti是STM發(fā)表的動物模型研究的首席研究員。NEI是美國國立衛(wèi)生研究院的一部分。
該療法包括服用患者的血細(xì)胞,并在實驗室中將其轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞,iPS細(xì)胞可以成為體內(nèi)任何類型的細(xì)胞。iPS細(xì)胞被編程為視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞,即在黃斑變性的地理性萎縮階段早期死亡的細(xì)胞類型。RPE細(xì)胞培養(yǎng)光感受器,即視網(wǎng)膜中的光敏細(xì)胞。在地理萎縮中,一旦RPE細(xì)胞死亡,光感受器最終也會死亡,導(dǎo)致失明。該療法試圖通過用iPSC衍生的RPE替代垂死的RPE來增強(qiáng)剩余的光感受器的健康。
在移植它們之前,iPSC衍生的RPE生長在一個細(xì)胞厚的小片中,復(fù)制它們在眼內(nèi)的天然結(jié)構(gòu)。該單層iPSC衍生的RPE在可生物降解的支架上生長,該支架設(shè)計用于促進(jìn)視網(wǎng)膜內(nèi)細(xì)胞的整合。專門設(shè)計的手術(shù)工具用于在RPE和光感受器之間插入細(xì)胞片。
在STM論文中,Bharti描述了在大鼠和豬模型中測試該方法。將人iPSC衍生的RPE貼劑植入動物的視網(wǎng)膜中10周后,成像研究證實實驗室制造的細(xì)胞已整合到動物視網(wǎng)膜內(nèi)。
研究人員報告移植的細(xì)胞運作正常。免疫染色證實,iPSC衍生的RPE表達(dá)基因RPE65,表明實驗室制造的細(xì)胞已達(dá)到維持光感受器健康所必需的關(guān)鍵成熟階段。RPE65對于光感受器內(nèi)的視色素再生是必需的,并且是視覺的必要組分。
進(jìn)一步的測試表明,移植的RPE細(xì)胞通過吞噬作用修剪光感受器,這是另一種有助于保持光感受器健康的RPE功能。此外,由RPE貼片拯救的光感受器記錄的電反應(yīng)是正常的; 而用對照空支架治療的光感受器已經(jīng)死亡。
動物研究告知了進(jìn)行第一次人體臨床試驗以測試治療的過程。該工作流程的關(guān)鍵是良好生產(chǎn)規(guī)范(GMP)協(xié)議,其建立是為了確保iPSC衍生的RPE是安全有效的臨床級產(chǎn)品。GMP方案對于使治療重現(xiàn)性也是至關(guān)重要的,這是擴(kuò)大生產(chǎn)和食品和藥物管理局批準(zhǔn)的要求。
Bharti說:“遵守這些協(xié)議有助于確保移植細(xì)胞可靠地發(fā)揮作用,并將意外后果降至最低。”
任何干細(xì)胞治療的一個關(guān)鍵問題是它的致癌潛力:細(xì)胞不受控制地繁殖并形成腫瘤的能力。研究人員對iPSC衍生的RPE細(xì)胞進(jìn)行了遺傳分析,發(fā)現(xiàn)沒有與腫瘤生長相關(guān)的基因突變。
“該協(xié)議還通過用個體的自體(自體)血細(xì)胞開發(fā)iPSC-RPE來最小化排斥的機(jī)會,”Bharti說。
目前正在計劃一項I期臨床試驗,該試驗測試基于iPSC治療地理萎縮的安全性,并將在美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)后啟動。
該臨床前研究由NEI校內(nèi)研究計劃和NIH共同基金治療挑戰(zhàn)獎資助。
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