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Stem cell core facilities are driving advanced therapeutics | Ken Diffenderfer | TEDxSanDiegoSalon


[Musica]
immagina un giorno in cui un piccolo pezzo di pelle
o pochi millilitri di sangue potrebbero
cambia radicalmente il modo in cui gli scienziati studiano
e capire la condizione umana
immagina una risorsa di cambio di paradigma
che potrebbe sbloccare i misteri dell’invecchiamento
e sviluppo e fornire in precedenza
intuizioni irraggiungibili nel
meccanismi di base che causano
malattia immagina che quello stesso inizio
il materiale potrebbe anche fornire un
soluzione terapeutica ad un’ampia varietà
di malattie che colpiscono l’ uomo
popolazione la realtà è che questo è
non alcuni futuri scienziati intangibili
attraverso una ricerca internazionale
la comunità si è sviluppata rapidamente
le tecniche necessarie per generare e
utilizzare cellule staminali specifiche del paziente per
ben oltre un decennio di cellule staminali che hanno
il potere di guidare la ricerca sulle malattie e
scoperta terapeutica molto presto
lo sviluppo umano c’è incredibilmente
unica cellula staminale che è pronta a
sviluppare o differenziare in tutto il
tipi di cellule univoci nello stelo del corpo umano
i biologi di cellule descrivono questo unico
stato evolutivo come pluripotenza
attraverso il processo di differenziazione
le cellule staminali pluripotenti alla fine danno
salire ai diversi tipi di cellule che
compresi i tessuti dei tessuti che compongono
organi organi che interagiscono nell’organo
sistemi e sistemi di organi che
alla fine si traducono in biologico
complessità che siamo noi per il più lungo
tempo il pensiero predominante nel
il mondo scientifico era questo
il processo di sviluppo avviene solo in
una direzione essenzialmente come cellule staminali
sono esposti a piccoli messaggeri chimici
si impegnano in uno specifico
percorso di sviluppo e non può essere ripristinato
torna a uno stato precedente immagina radice
cell come una palla nella parte superiore di un grande e
collina ondulante come quella palla è spinto
dal suo posatoio rotola in discesa
colpire la transizione dello sviluppo chiave
punti lungo la strada alla fine la palla
si ferma in fondo alla collina
non tornare mai in cima per ripetere il
tornare indietro nel 2006 un piccolo gruppo di
Scienziati giapponesi guidati da Shinya
Yamanaka ha scioccato il mondo biologico di
trasformando questa nozione di un modo umano
sviluppo in testa attraverso il
semplice introduzione di quattro geni chiave
Yamanaka e colleghi hanno dimostrato che tu
potrebbe invertire uno sviluppo permanente
cella fino al più presto
fasi di sviluppo per la prima volta
hanno sviluppato permanentemente in modo permanente
cellula matura differenziata in modo permanente
è stato riprogrammato fino al
lo stato pluripotente Yamanaka chiamò questi
cellule indotte cellule staminali pluripotenti o
IP SC CS IPS ha da allora
ha rivoluzionato il modo in cui gli scienziati studiano
e capire la condizione umana e
hanno anche fornito fonti specializzate
cellule per curare la malattia per questo
La scoperta pionieristica di Yamanaka era
ha vinto il premio Nobel 2012 in medicina
quindi cosa fa questo processo di riprogrammazione
sembra a prima vista la routine di
generazione di gambo pluripotente indotto
le cellule di pelle e sangue sono relativamente
semplice biopsia donata per prima
i materiali vengono elaborati per isolare il
celle di interesse per esempio un piccolo
un pezzo di pelle potrebbe essere rotto
con enzimi in singole cellule
vengono quindi introdotti quattro geni chiave e
le cellule sono cresciute in specializzate
condizioni per aiutarli a passare
verso lo stato pluripotente
dopo circa tre o quattro settimane
le cellule staminali iniziano ad emergere come piccole
strutture cellulari circolari chiamate colonie
le colonie vengono quindi isolate manualmente
rigorosamente testato per garantire qualità e
alla fine sono congelati e inclinati dopo
da due a tre mesi di lavoro
tecniche manuali manuali siamo lasciati
con un piccolo apparentemente insignificante
fiala di cellule ma come questo materiale
originato da un individuo con a
sfondo genetico unico e questi
le cellule hanno il potere di differenziare
in ogni sottotipo nel corpo umano noi
sono in realtà lasciati incredibilmente
potente strumento per studiare la malattia da modellare
malattia in un piatto in poche parole tutti
le cellule del tuo corpo hanno l’esatto
stesse informazioni genetiche se dovessi
prendi un pezzetto di pelle e
riprogrammarlo per indurre il gambo pluripotente
le celle che l’ IPS CS risultante avrebbe mantenuto
tutte le informazioni genetiche che rendono
sei unico
se quelle cellule staminali erano allora
differenziato nel muscolo cardiaco dei neuroni
o qualsiasi altro tipo di cella il sapone finale
anche il prodotto manterrebbe lo stesso
informazioni genetiche come le cellule della pelle noi
iniziato con se immaginiamo questo nel
contesto di un individuo con a
diagnosticato la malattia il potere di questo
la tecnologia diventa chiara l’indotta
vengono generate cellule staminali pluripotenti
da un paziente che ha l’Alzheimer
malattia e poi differenziata in
neuroni verremmo lasciati con un piatto
pieno di neuroni che hanno la genetica
caratteristiche associate a
La malattia di Alzheimer saremmo lasciati
con un piatto pieno di neuroni che si comporta
come i neuroni della malattia di Alzheimer
fantastico esempio di lavoro precoce e il
il campo della modellazione della malattia viene dal
laboratorio di calibro arrugginito qui al Salk
Istituto nel 2011 gage lab di pubblicazione
i ricercatori hanno dimostrato che quando indotto
sono state generate cellule staminali pluripotenti
dalla pagina
con schizofrenia e poi
differenziarlo in neuroni il
reti neurali risultanti mancava il
connessioni complesse da cella a cella viste in
neuroni differenziati da sani
celle quando quelle stesse identiche
i neuroni schizofrenici sono stati trattati con
un fda comunemente usato
ricercatori antipsicotici hanno osservato questo
quelle connessioni da cellula a cellula possono essere
salvato di nuovo ai livelli visti in salute
cellule questo approccio di modellazione della malattia è
in nessun modo limitato alla schizofrenia
ricercatori qui al Salk Institute
hanno utilizzato lo stelo specifico del paziente
cellule per studiare un’ampia varietà di
malattie tra cui l’ Alzheimer
Autismo della sclerosi multipla di Parkinson
depressione emofilia fibrosi cistica
diabete e altro nell’ultimo decennio
la routine dello sviluppo indotto
cellule staminali pluripotenti da pelle e
il sangue è stato una corrente consolidata
i protocolli sono abbastanza robusti permettendo
la maggior parte dei laboratori con esperienza con la coltura cellulare
tecniche la capacità di riprogrammare a
manciata di cellule del paziente con limitato
le difficoltà diventano interessanti
tuttavia, quando sei pazienti si trasforma in 50
100 o 200 come con la maggior parte delle attività in scala
cambia tutto
molto simile alla ricetta del biscotto segreto della nonna
quei deliziosi cioccolatini d’avena
i bocconcini non sono mai uguali quando noi
prova un doppio batch mentre ci avviciniamo
fare di più diventa incredibilmente difficile
per mantenere un prodotto di alta qualità con
il potere del gambo pluripotente indotto
cellule diventando ampiamente conosciuta la domanda
per queste cellule specializzate lo rende
incredibilmente difficile per i singoli laboratori
per mantenere questo è esattamente dove nucleo
le strutture sono disponibili nelle strutture centrali
centri di risorse specializzati integrati
moderni istituti di ricerca che consentono
per lo sviluppo e la diffusione di
tecniche e tecnologie specializzate
qui al Salk Institute ne abbiamo 13
tali strutture centrali che forniscono l’ accesso
a tutto, dall’imaging avanzato
tecnologie che consentono ai ricercatori di
sbirciare nelle profondità delle celle con
chiarezza sbalorditiva al
tecnologie di sequenziamento di prossima generazione
che consentono di sbloccare i misteri
del codice genetico abbiamo anche il
facilità che chiamo casa nostra cellula staminale
impianto principale su cui ci concentriamo
fornitura di modelli di cellule staminali umane
principalmente ai ricercatori qui al
Salk ma anche un cittadino locale più grande
e la comunità internazionale nel 2012
nucleo di cellule staminali è stato presentato con un
opportunità di generare indotto
cellule staminali pluripotenti da oltre 200
individui attraverso una collaborazione con
ricercatori qui a Sauk e UC San
Diego armato di un intimo hands-on
conoscenza del processo di riprogrammazione
siamo stati in grado di identificare la transizione chiave
punti e colli di bottiglia e il
riprogrammazione del flusso di lavoro che ci consente di
rompere un complicato processo di tre mesi
giù in singoli passaggi funzionali
che le cellule dei pazienti potrebbero essere sfalsate
attraverso in piccoli gruppi gestibili a
processo che ha permesso una squadra di
ricercatori per generare indotto
cellule staminali pluripotenti da oltre 222
individui che vanno da l’età di 9
a 88 e comprendente 41 distinti
gruppi familiari al centro di questo
raccolta pluripotente di cellule staminali indotte
ci sono 39 persone con diagnosi
malattia cardiaca e in molti casi
rappresentazione dai fratelli dei genitori
e i bambini di questi individui
in definitiva questa risorsa fornisce il
scala e variazione necessarie per connettersi
piccole modifiche genetiche al reale cellulare
e disfunzione molecolare che può essere
osservato quando le cellule staminali sono
differenziato in medico pertinente
tipi di cellule come le cellule muscolari battenti
di
il cuore 100% di queste linee di cellule staminali
sono stati condivisi con un leader mondiale
impianto bancario di cellule staminali e sono
immediatamente disponibile per un
malattia cardiaca internazionale e
la più ampia comunità di ricerca è la
processo di riprogrammazione ancora
il tempo che consuma sì è ancora il processo
hands-on assolutamente è ma con a
un po ‘ di ingenuità e a
personale dedicato ed esperto che abbiamo
sviluppato un processo che funziona proprio come
bene per 800 come fa per 8 oltre il suo
anche l’uso di nuclei di cellule staminali su scala gioca a
ruolo cruciale nel superare i limiti
del campo contribuendo a sviluppare nuovi
e nuove applicazioni per le cellule staminali
modelli un fantastico esempio di questo è
le tecnologie organoid tradizionalmente derivano
la modellizzazione cellulare coinvolge le cellule in crescita
più spesso un singolo tipo di cella su un appartamento
superficie bidimensionale mentre questo
approccio è stato incredibilmente fruttuoso in
espandendo la nostra comprensione della malattia
non ha mai veramente catturato la complessità
di biologia umana e quindi ha
limitato la nostra opportunità di scoprire
mentre un piatto pieno di soli neuroni potrebbe
parlaci molto della malattia di Alzheimer
un piccolo gruppo altamente organizzato di
cellule che più accuratamente catturato che
la complessità stratificata dell’umano
il cervello potrebbe dirci molto di più
scienziati in tutta la cellula staminale
la comunità di ricerca è stata ben consapevole
di questa limitazione e hanno funzionato
sviluppare protocolli per generarli
Cluster di cellule 3d che imitano gli organi
e anche implementarli in nuovi e
nuovi approcci di modellazione della malattia qui
al Salk Institute i ricercatori hanno
fatto scoperte pionieristiche in questo
arena con protocolli per sviluppare entrambi
organoidi del rene e del cervello
e il nucleo di cellule staminali era attivamente
indagando sui modi per migliorare il
efficienza e variabilità del
processo di modellazione organica
è tutto stimolante considerare l’ultimo
decennio di cellule staminali pluripotenti indotte
ricerca una tecnica nascente a
genera cellule staminali specifiche del paziente
cresciuto in un altamente robusto e
tecnologia riproducibile che consente di
sviluppo di migliaia e migliaia
di una singola cellula staminale specifica per il paziente
linee in tutto il mondo attraverso il potere di
scala grande e ben caratterizzata
collezioni di gambo pluripotente indotto
le cellule stanno permettendo ai ricercatori di
collegare piccole variazioni genetiche a
meccanismi reali che causano la malattia
il campo ha anche iniziato a spingere
malattia bidimensionale tradizionale
approcci di modellazione in organoidi 3d
che catturano più accuratamente il
complessità della biologia umana dove sarà
questa entusiasmante tecnologia ci porta avanti
bene bene saremo completamente automatizzati
i sistemi di riprogrammazione creano un alto livello
processo produttivo efficiente che fa
Terapie cellulari IPS di routine come
la medicina di prescrizione sarà organoide
fare il salto verso gli organi reali
fornendo un’opportunità di rifiuto
trapianto libero largamente ampio
banche disponibili di pluripotenti indotti
cellule staminali generate da super donatori
finiscono per togliere il personale da
terapie cellulari personalizzate mentre il
il futuro non è chiaro cosa sia
chiaro è quello stelo pluripotente indotto
le tecnologie cellulari rappresentano un fattore critico
strumento per lo sviluppo di avanzati
terapie e con nucleo di cellule staminali
strutture che guidano l’ efficienza e
innovazione le possibilità sono
grazie illimitato
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