रोगांचे स्टेम सेल मॉडेल: अल्बिनिझमचे पहिले मॉडेल विकसित केले गेले

शास्त्रज्ञांनी अल्बिनिझमचे पहिले रुग्ण-व्युत्पन्न स्टेम सेल मॉडेल विकसित केले आहे. हे मॉडेल ऑक्युलोक्यूटेनियस अल्बिनिझम (ओसीए) शी संबंधित डोळ्यांच्या स्थितीचा अभ्यास करण्यास मदत करेल.  

Sटेम पेशी विशेष नसलेले आहेत. ते शरीरात कोणतेही विशिष्ट कार्य करू शकत नाहीत परंतु ते स्वतःला दीर्घकाळ विभाजित आणि नूतनीकरण करू शकतात आणि विशेष बनू शकतात आणि शरीरात स्नायू पेशी, रक्तपेशी, मेंदूच्या पेशी इत्यादीसारख्या विविध प्रकारांमध्ये विकसित होऊ शकतात.  

स्टेम पेशी आपल्या शरीरात जीवनाच्या सर्व टप्प्यांवर असतात, गर्भापासून प्रौढत्वापर्यंत. भ्रूण स्टेम पेशी (ESCs) किंवा गर्भ स्टेम पेशी सुरुवातीच्या अवस्थेत दिसतात तर प्रौढ स्टेम पेशी जे शरीरासाठी दुरुस्ती प्रणाली म्हणून काम करतात ते प्रौढावस्थेत दिसतात.  

स्टेम पेशींचे गट चारमध्ये केले जाऊ शकतात: भ्रूण स्टेम पेशी (ESCs), प्रौढ स्टेम पेशी, कर्करोग स्टेम पेशी (CSCs) आणि प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल्स (iPSCs). भ्रूण स्टेम पेशी (ESCs) हे तीन ते पाच दिवस जुन्या सस्तन प्राण्यांच्या ब्लास्टोसिस्ट-स्टेजच्या आतील वस्तुमान पेशींपासून तयार केले जातात. ते अनिश्चित काळासाठी स्वयं-नूतनीकरण करू शकतात आणि सर्व तीन जंतू स्तरांच्या पेशी प्रकारांमध्ये फरक करू शकतात. दुसरीकडे, प्रौढ स्टेम पेशी ऊतींमधील सेल होमिओस्टॅसिस राखण्यासाठी दुरुस्ती प्रणाली म्हणून काम करतात. ते मृत किंवा जखमी पेशी पुनर्स्थित करू शकतात परंतु ESC च्या तुलनेत मर्यादित प्रसार आणि भिन्नता क्षमता आहे. कर्करोग स्टेम पेशी (CSCs) सामान्य स्टेम पेशींपासून उद्भवतात ज्या जनुक उत्परिवर्तनातून जातात. ते मोठ्या कॉलनी किंवा क्लोन तयार करणारे ट्यूमर सुरू करतात. कर्करोगाच्या स्टेम पेशी घातक ट्यूमरमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावतात म्हणून त्यांना लक्ष्य केल्याने कर्करोगाचा उपचार करण्याचा मार्ग मिळू शकतो.  

प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल्स (iPSCs) प्रौढ सोमॅटिक पेशींपासून प्राप्त होतात. त्यांची प्लुरिपोटेंसी प्रयोगशाळेत जीन्स आणि इतर घटकांद्वारे दैहिक पेशींचे पुनर्प्रोग्रामिंग करून कृत्रिमरित्या प्रेरित केले जाते. iPSC प्रसार आणि भिन्नता मध्ये भ्रूण स्टेम पेशींसारखे असतात. पहिले iPSC 2006 मध्ये यामानाकाने म्युरिन फायब्रोब्लास्ट्सपासून विकसित केले होते. तेव्हापासून, रुग्ण-विशिष्ट नमुन्यांमधून अनेक मानवी iPSC विकसित केले गेले आहेत. रुग्णाचे आनुवंशिकता iPSCs च्या आनुवंशिकतेमध्ये परावर्तित होत असल्याने, या पुनर्प्रोग्रॅम केलेल्या सोमॅटिक पेशींचा वापर जनुकीय रोगांचे मॉडेल करण्यासाठी केला जातो आणि मानवी अनुवांशिक विकारांच्या अभ्यासात क्रांती घडवून आणली आहे.  

मॉडेल एक प्राणी किंवा पेशी आहे जे वास्तविक रोगामध्ये आढळलेल्या सर्व किंवा काही पॅथॉलॉजिकल प्रक्रिया प्रदर्शित करतात. सेल्युलर आणि आण्विक स्तरांवर रोगाचा विकास समजून घेण्यासाठी प्रायोगिक मॉडेलची उपलब्धता महत्त्वपूर्ण आहे ज्यामुळे उपचारांसाठी उपचार विकसित करण्यात मदत होते. मॉडेल हा रोग कसा विकसित होतो हे समजून घेण्यात आणि संभाव्य उपचार पद्धतींची चाचणी घेण्यात मदत करते. उदाहरणार्थ, एखाद्या मॉडेलच्या मदतीने किंवा स्क्रीनच्या लहान रेणूंच्या मदतीने प्रभावी औषध लक्ष्य ओळखू शकतो जे रोगाची तीव्रता कमी करू शकतात आणि रोगाची प्रगती थांबवू शकतात. प्राणी मॉडेल बर्याच काळापासून वापरले गेले आहेत परंतु त्यांचे अनेक तोटे आहेत. पुढे, अनुवांशिक विषमतेमुळे प्राणी मॉडेल अनुवांशिक विकारांसाठी अनुपयुक्त आहेत. आता, मानवी स्टेम पेशी (भ्रूण आणि प्रेरित प्लुरिपोटेंट) मानवी रोगांचे मॉडेल करण्यासाठी वाढत्या प्रमाणात वापरल्या जात आहेत.  

मानवी iPSCs वापरून रोग मॉडेलिंग अनेकांसाठी यशस्वीरित्या केले गेले आहे परिस्थिती जसे की लॅटरल स्क्लेरोसिस, रक्त विकार, मधुमेह, हंटिंग्टन रोग, स्पाइनल मस्क्यूलर ऍट्रोफी इत्यादी. मानवी iPSC मॉडेल मानवी तंत्रिका रोग, जन्मजात हृदयरोग आणि इतर अनुवांशिक विकार.  

तथापि, नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ हेल्थ (NIH) चा एक भाग असलेल्या नॅशनल आय इन्स्टिट्यूट (NEI) मधील शास्त्रज्ञांनी 11 जानेवारी 2022 पर्यंत अल्बिनिझमचे मानवी iPSC मॉडेल उपलब्ध नव्हते. ओक्यूलोक्यूटेनियस अल्बिनिझम (ओसीए) 

Oculocutaneous albinism (OCA) हा एक अनुवांशिक विकार आहे जो डोळा, त्वचा आणि केसांमध्ये रंगद्रव्यावर परिणाम करतो. रूग्णांना डोळ्यांच्या समस्या जसे की सर्वोत्तम-दुरुस्त व्हिज्युअल तीक्ष्णता कमी होणे, डोळ्यातील रंगद्रव्य कमी होणे, फोव्हियाच्या विकासातील विकृती आणि/किंवा ऑप्टिक नर्व्ह फायबरचे असामान्य क्रॉसिंग. असे मानले जाते की डोळ्यातील रंगद्रव्य सुधारणे काही दृष्टीदोष टाळू किंवा वाचवू शकते.  

संशोधकांनी मानवी रेटिना पिगमेंट एपिथेलियम (RPE) मधील पिगमेंटेशन दोषांचा अभ्यास करण्यासाठी एक इन-व्हिट्रो मॉडेल विकसित केले आणि हे दाखवले की रुग्णांकडून विट्रोमध्ये प्राप्त होणारे रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियम टिश्यू अल्बिनिझममध्ये दिसणारे रंगद्रव्य दोषांचे पुनरावृत्ती करतात. अल्बिनिझमचे प्राणी मॉडेल अयोग्य आहेत आणि मेलानोजेनेसिस आणि पिगमेंटेशन दोषांचा अभ्यास करण्यासाठी मर्यादित मानवी पेशी रेषा आहेत या वस्तुस्थिती लक्षात घेता हे अतिशय मनोरंजक आहे. या अभ्यासात विकसित केलेले रुग्ण-व्युत्पन्न OCA1A- आणि OCA2-iPSCs हे लक्ष्य पेशी आणि/किंवा ऊतक प्रकारांच्या निर्मितीसाठी पेशींचे अक्षय आणि पुनरुत्पादक स्त्रोत असू शकतात. इन विट्रो व्युत्पन्न OCA टिश्यूज आणि OCA-iRPE मेलॅनिनची निर्मिती कशी होते याविषयी सखोल समजून घेण्यास आणि पिगमेंटेशन दोषांमध्ये गुंतलेले रेणू ओळखण्यास आणि आण्विक आणि/किंवा शारीरिक फरकांसाठी पुढील तपासणी करण्यास अनुमती देईल. 

ऑक्युलोक्युटेनियस अल्बिनिझम (ओसीए) संबंधित परिस्थितींवर उपचार करण्याच्या ध्येयाच्या दिशेने हे एक महत्त्वपूर्ण पाऊल आहे.  

***

संदर्भ:  

1. एव्हियर, वाय., सागी, आय. आणि बेनवेनिस्टी, एन. प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल इन रोग मॉडेलिंग आणि औषध शोध. Nat Rev Mol Cell Biol 17, 170–182 (2016). https://doi.org/10.1038/nrm.2015.27 

2. चेंबरलेन एस., 2016. मानवी iPSCs वापरून रोग मॉडेलिंग. मानवी आण्विक आनुवंशिकी, खंड 25, अंक R2, 1 ऑक्टोबर 2016, पृष्ठे R173–R181, https://doi.org/10.1093/hmg/ddw209  

3. बाई एक्स., 2020. स्टेम सेल-आधारित रोग मॉडेलिंग आणि सेल थेरपी. सेल 2020, 9(10), 2193; https://doi.org/10.3390/cells9102193  

4. जॉर्ज ए., इत्यादी 2022. मानवी प्रेरित प्लुरिपोटेंट स्टेम सेल-व्युत्पन्न रेटिनल पिगमेंट एपिथेलियम (2022) वापरून ऑक्युलोक्यूटेनियस अल्बिनिझम प्रकार I आणि II चे विट्रो रोग मॉडेलिंग. स्टेम सेल अहवाल. खंड 17, अंक 1, P173-186, 11 जानेवारी 2022 DOI: https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.11.016 

***