Technologie indukované pluripotence, která umožňuje přípravu prakticky jakéhokoliv buněčného modelu, potřebného pro výzkum vybraného onemocnění, se stává významným nástrojem v boji proti pandemii koronaviru SARS‐CoV-2 a případně i jiným formám pandemií, které se mohou s velkou pravděpodobností objevit v blízké, či vzdálené budoucnosti. Je výhodné, pokud lidstvo v předstihu disponuje arzenálem vhodných modelových systémů, které je možné v případě potřeby nasadit do boje a využít i pro vývoj nových terapeutických a diagnostických strategií. S ohledem na aktuální epidemickou situaci se tak významným způsobem může zkrátit čas, nezbytný pro nalezení vhodného léčebného postupu či zavedení spolehlivého diagnostického setu. Indukované pluripotentní kmenové buňky mají zároveň potenciál použití při regeneraci tkáně, poškozené samotnou infekcí. Jejich značnou výhodou na poli regenerativní medicíny je imunologicky atraktivní možnost využití tělu vlastních, tzv. autologních buněk, bez nutnosti nasazení imunosupresivní terapie po transplantaci.
Technology of induced pluripotency allows the preparation of any cell model for research of any selected disease and becomes the important tool also in the field of SARS‐CoV-2 coronavirus pandemic and other forms of pandemics that can appear in near or far future. It is beneficial for humankind to have an arsenal of useful model systems that can be immediately used in development of novel therapeutic or diagnostic strategies whenever needed. The possible use of newly developed therapy or diagnostic set can be greatly accelerated during pandemic situation. Induced pluripotent stem cells that can be prepared by technology of induced pluripotency also have great potential in tissue regeneration for tissues damaged by coronavirus infection. Immunologically very attractive is the fact that induced pluripotent stem cells can be applied (transplanted) without the use of aggressive immunosuppressive treatment.
- MeSH
- biologické modely MeSH
- COVID-19 terapie MeSH
- indukované pluripotentní kmenové buňky * MeSH
- lidé MeSH
- organoidy MeSH
- techniky in vitro * metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
We present here a new iPS cell line for modeling sporadic form of ALS. Cell line was generated by reprogramming skin fibroblasts isolated with explant culture technology from skin biopsy, donated by ALS patient. For reprogramming, polycistronic self-replicating RNA vector was used and derived iPS cells were characterized by immunocytochemistry and FACS (pluripotent factors expression), karyotyping, STR fingerprinting analysis and in vitro differentiation assay. New cell line showed normal (46, XY) karyotype and differentiated in vitro into cells from three germ layers. STR analysis proved the origin and originality of the cell line.
- MeSH
- amyotrofická laterální skleróza * patologie MeSH
- buněčná diferenciace MeSH
- buněčné linie MeSH
- fibroblasty metabolismus MeSH
- indukované pluripotentní kmenové buňky * metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- technologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Objev indukované pluripotence v roce 2006 umožnil revoluční způsob získávaní autologních terapeuticky aplikovatelných buněk, a mož‐ nost modelovat jakékoliv onemocnění v in vitro podmínkách. Možnost vrátit libovolnou, finálně diferencovanou buňku „v čase“ zpátky do stádia pluripotence je zajímavé i pro oblast onkologického výzkumu. Tato technologie umožnila studium procesů spojených s roz‐ vojem nádorového fenotypu buňky a taky s přechodem nádorové buňky do stádia s nižší mírou diferenciace. Reprogramování buněk do indukovaných pluripotentních kmenových buněk také pomáhá mnohem lépe studovat raritní populaci buněk, přítomných v nádo‐ rech – tzv. nádorové kmenové buňky. Indukovaná pluripotence některých typů nádorových buněk, spojená s jejich následnou řízenou diferenciací by se zároveň mohla stát jednou z možných terapeutických aplikací v onkologii.
Discovery of technology of induced pluripotency that allows the generation of autologous therapeutically applicable cells and generati‐ on of in vitro cell models for diseases with limited (or highly invasive) access to tested cells has also opened new horizons in the field of oncology research. The unique ability to reprogram the cancer cell into pluripotency with subsequent directed differentiation into cell with no malignant phenotype should be considered as a challenge in the field of new oncotherapy development. Although still conside‐ red to be realistic only on the level of experimental approach, the recent progress in the field of induced pluripotency gives the hope that dedifferentiation‐based therapies connected with the erase of malignant phenotype of original cancer cell will be more realistic in near future. By then, the most important role of induced pluripotency in oncology remains in the field of regenerative therapy as a source of autologous cells for regeneration of tissues or organs damaged by tumor growth or aggressive therapy
Pankreatický duktální adenokarcinom (PDAC) představuje jeden z nejagresivnějších typů lidských malignit. V současnosti je toto zhoubné onemocnění čtvrtou nejčastější příčinou úmrtí na rakovinu. Pětileté přežití pacientů s duktálním adenokarcinomem je méně než 8 %. Nové in vitro a in vivo modely jsou proto nutně potřebné pro vývoj nových terapií. S vlastní technologií pro derivaci nových, unikátních 3D nádorových buněčných linií izolovaných z lidských nádorů a ve spolupráci s Ústavem živočišné fyziologie a genetiky AV ČR v Liběchově představujeme plán vývoje velkého zvířecího modelu pro modelování lidského PDAC. S využitím tohoto modelu a nejmodernějších laboratorních technik provedeme profilovací analýzy (detekce a fenotypování cirkulujících rakovinných buněk, izolace a sekvenování cirkulující DNA, metabolomické profilování a analýzu onkoproteinů, a detekce cytokinů pomocí multiplexních protilátkových čipů za účelem nalezení biomarkerů nádoru pankreatu. Nově vyvinutý model zároveň poskytneme pro potřeby výzkumu spolupracujícím vědeckým pracovištím a farmaceutickým společnostem.
Pancreatic ductal adenocarcinoma represents one of the most aggressive type of human malignancy. Currently, this malignancy is the fourth most frequent cause of dead. 5-year survival of patients with ductal adenocarcinoma is less than 8 %. New in vitro and in vivo models are therefore desperately needed for new therapy development. With our own technology for derivation of new, unique 3D cancer cell lines from human tumors and in collaboration with Institute of Animal Physiology and Genetics, AS CR, in Libechov, we present here the plan for the development of large xenograft animal model (pig) bearing human pancreatic tumor. With the use of this model and state -of -the -art lab.techniques, we will perform multiple profiling analyses (circulating cancer cell detection and phenotyping, circulating DNA isolation and sequencing, metabolomic profiling and cancer -related proteins and cytokines detection with multiplex antibody array chips in order to find the hallmarks of pancreatic tumor.
We generated new in vitro model for sporadic form of amyotrophic lateral sclerosis by reprogramming isolated skin fibroblasts into iPSCs. Fibroblasts were reprogrammed with commercially available synthetic polycistronic, self-replicating RNA vector. As verified by FISH, an early passages of a new iPSC line showed mosaic karyotype (cells with normal and abnormal karyotype 46,XY,t(2;14)(q13;p12) were present), while late passages contained only cells with abnormal karyotype. New iPSCs differentiated into all three germ layers and formed a teratoma in nude mice. Our iPSC line represents a new model for therapy testing and drug development in the field of ALS research.
- MeSH
- amyotrofická laterální skleróza * genetika MeSH
- buněčná diferenciace MeSH
- fibroblasty MeSH
- indukované pluripotentní kmenové buňky * MeSH
- myši nahé MeSH
- myši MeSH
- přeprogramování buněk MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Objev indukovaných pluripotentních kmenových buněk profesorem Shinya Yamanakem, který byl v roce 2012 oceněn Nobelovou cenou, otevřel nové horizonty v oblasti regenerativní medicíny, in vitro modelování nemocí nebo screeningu léčiv. Unikátní technologie, která umožňuje přípravu eticky přijatelných autologních kmenových buněk, činí reálnou oblast personalizované medicíny. Technologie iPSCs našla využití rovněž při in vitro modelování, kde umožnila přípravu buněk těžko dostupných tkání, např. neuronů nebo kardiocytů, z poměrně lehce dostupného zdroje, kterým jsou např. dermální fibroblasty. Takto připravené in vitro biomedicínské modely jsou aplikovatelné v preklinických studiích resp. při testování léčiv. Technologie iPSCs má široký potenciál využití v různých medicínských oblastech a rovněž již našla upotřebení také v boji proti nové pandemii koronaviru.
Discovery of induced pluripotent stem cells by Dr. Shinya Yamanaka, awarded by Nobel Prize in 2012 opened new horizonts in the field of regenerative medicine, in vitro disease modeling and drug screening. A unique technology that allows preparation of ethical issues-free, autologous therapeutic stem cells is revolutionizing the field of patient -tailored therapies. For in vitro modeling, iPSc technology represents a unique possibility for preparation of hard -to -get cells (neurons,cardiomyocytes etc) from patient skin fibroblasts for further studies and drug testing. iPSc technology has potential and is already used in world research effort in fight against new coronavirus pandemy.
The use of autologous (or syngeneic) cells derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs) holds great promise for future clinical use in a wide range of diseases and injuries. It is expected that cell replacement therapies using autologous cells would forego the need for immunosuppression, otherwise required in allogeneic transplantations. However, recent studies have shown the unexpected immune rejection of undifferentiated autologous mouse iPSCs after transplantation. Whether similar immunogenic properties are maintained in iPSC-derived lineage-committed cells (such as neural precursors) is relatively unknown. We demonstrate that syngeneic porcine iPSC-derived neural precursor cell (NPC) transplantation to the spinal cord in the absence of immunosuppression is associated with long-term survival and neuronal and glial differentiation. No tumor formation was noted. Similar cell engraftment and differentiation were shown in spinally injured transiently immunosuppressed swine leukocyte antigen (SLA)-mismatched allogeneic pigs. These data demonstrate that iPSC-NPCs can be grafted into syngeneic recipients in the absence of immunosuppression and that temporary immunosuppression is sufficient to induce long-term immune tolerance after NPC engraftment into spinally injured allogeneic recipients. Collectively, our results show that iPSC-NPCs represent an alternative source of transplantable NPCs for the treatment of a variety of disorders affecting the spinal cord, including trauma, ischemia, or amyotrophic lateral sclerosis.
- MeSH
- analýza přežití MeSH
- buněčná diferenciace MeSH
- chronická nemoc MeSH
- fibroblasty cytologie MeSH
- homologní transplantace MeSH
- humorální imunita MeSH
- imunologická tolerance MeSH
- imunosupresivní léčba MeSH
- indukované pluripotentní kmenové buňky cytologie MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- kůže cytologie MeSH
- mícha transplantace MeSH
- miniaturní prasata MeSH
- neostriatum patologie MeSH
- nervové kmenové buňky cytologie transplantace MeSH
- neurony cytologie MeSH
- poranění míchy patologie terapie MeSH
- prasata MeSH
- přeprogramování buněk MeSH
- regulace genové exprese MeSH
- stárnutí MeSH
- transplantace izogenní MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- Research Support, N.I.H., Extramural MeSH
Background and Objectives Two-dimensional SDS PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamidegel electrophoresis) coupled with mass spectrometry is still a mainstream approach to analysing multiple protein expression levels. The requirement for some sophisticated devices and the lack of quantitative measurements for low-abundant proteins (e.g. cytokines) greatly limit its broad application. Cytokines present in the pg/ml levels in non-stimulated biological samples are traditionally detected by ELISA. We used a cytokine antibody array, a highly sensitive protein chip, for simultaneous detection of multiple cytokine expression levels in rat sarcoma lysates and serum samples . Material and methods We present here an optimized protocol for preparation and handling of tumour tissue lysates in protein chip detection. The sarcoma samples were processed at low temperatures to prevent cytokine degradation. Tumour cryosections (8?10 mm) were used for extraction of cytokines. The addition of NaN3 destroyed a high endogenous peroxidase activity, which may interfere with protein chip assay and decrease the signal/noise ratio. The data for the protein matrix effect from sandwich ELISA can also affect the protein chip detection. The optimal dilution of samples must be found to prevent pitfalls due to the non-optimal signal-to-noise ratio. This also enables recovery of low amounts of cytokines from difficult samples. Results We report optimized procedures for extraction, sample handling, inhibition of endogenous peroxidase activity and prevention of the protein matrix effect in serum and tumour lysates by detection of cytokine expression using the cytokine antibody array protein chip.
The aim of our study was to examine in vivo and in vitro cytokines produced by Lewis ratderived R5-28 sarcoma cells. These cells produce rapidly growing tumours in approximately two weeks after subcutaneous inoculation. However, spontaneous tumour regression was noted in about 40% of animals. For an explanation of this phenomenon, we evaluated the profile of 19 cytokines during tumour growth and spontaneous regression by the use of "antibody array". To detect cytokines directly originated by the sarcoma, the R5-28 cells were cultivated in vitro and then both the supernatants and the cell lysates were analysed. Our experiments showed three cytokines (MCP-1, TIMP-1 and VEGF) to be produced by R5-28 cells in vitro. Moreover, in vivo, another three cytokines (TNF-alpha, beta-NGF and LIX) were detected both in blood sera and tumour lysates, probably produced by immune and stromal cells during tumour growth. Changes in their expression after spontaneous regression are discussed.
