Yamanaka ประสบความสำเร็จในการผลิตเซลล์ต้นกำเนิดที่มีลักษณะคล้ายเซลล์ต้นกำเนิดในปี 2006 โดยการนำ Oct3/4, Sox2, c-Myc และ KLF4 เข้าไปในเซลล์ร่างกาย เขาตั้งชื่อเซลล์เหล่านี้ว่า "เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent" (iPSCs) โดยพิจารณาจาก pluripotency แท้จริงแล้ว iPSC สามารถแยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ประเภทต่างๆ ได้โดยการปลูกในสภาพวัฒนธรรมที่หลากหลาย iPSC ได้แสดงให้เห็นว่ามีความหวังมหาศาลรวมถึงความสามารถในการจัดการกับข้อกังวลด้านจริยธรรมและความปลอดภัยด้วยการใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน iPSC ถูกนำมาใช้ในสาขาวิทยาศาสตร์ที่หลากหลาย เช่น การสร้างแบบจำลองโรคและการค้นคว้ายา ชีววิทยาพัฒนาการ และเวชศาสตร์ฟื้นฟู การนำเทคโนโลยี CRISPR-Cas9 มาใช้ ซึ่งช่วยให้สามารถแก้ไขยีนของ iPSC ได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ได้เร่งและปรับปรุงแอปพลิเคชันเหล่านี้

อุปสรรคหลักในการได้รับตัวอย่างเนื้อเยื่อที่เป็นโรคสำหรับการสร้างแบบจำลองโรคทั่วไป ซึ่งอาจทำให้ผู้ป่วยได้รับการตัดชิ้นเนื้อที่เป็นอันตราย จะถูกกำจัดออกโดยการสร้างแบบจำลองโรคที่ใช้ CRISPR-iPSC iPSC สามารถรักษาได้ด้วยการผสมผสานปัจจัยการเจริญเติบโตและสภาวะการเพาะเลี้ยงที่ต้องการเพื่อสร้างความแตกต่างให้กับประเภทเซลล์ที่กำหนด ด้วยวิธีนี้ โรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทจะถูกเร่งให้เร็วขึ้นด้วยเทคนิคที่ใช้ CRISPR ซึ่งใช้ iPSC ในการจำลองกลุ่มยีนของการกลายพันธุ์ทั้งหมดที่มีส่วนทำให้เกิดการพัฒนาของโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท ดังนั้น แบบจำลองโรคที่ใช้ iPSC ที่แก้ไขด้วยจีโนมจึงสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับพยาธิสรีรวิทยาของโรคและเป้าหมายยาที่เป็นไปได้ ซึ่งเป็นการเปิดประตูสู่การรักษาแบบใหม่สำหรับ โรคทางระบบประสาท เช่น อัลไซเมอร์ พาร์กินสัน ฮันติงตัน และอะไมโอโทรฟิค แลเทอรัล สเคลอโรซิส

พื้นที่ ระบบ CRISPR-Cas9 มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงชีววิทยาพัฒนาการ โดยให้นักวิจัยตรวจสอบด้วยความเข้าใจที่ไม่มีใครเทียบได้ในปฏิสัมพันธ์ระหว่างกิจกรรมของจีโนมและกระบวนการพัฒนา เช่น การแบ่งเซลล์ การเพิ่มจำนวน และการสร้างสัณฐานวิทยาในสัตว์จำนวนหนึ่ง นอกจากนี้ การคัดกรอง CRISPR ใน iPSC ยังถูกนำมาใช้เพื่อตรวจสอบโรคพัฒนาการทางระบบประสาทและความเสื่อม ข้อกำหนดชะตากรรมของเซลล์ และกลไกการอยู่รอดของเชื้อสายของเซลล์จำเพาะ ตัวอย่างเช่น การคัดกรอง CRISPR เซลล์เดียวได้รับการดำเนินการอย่างประสบความสำเร็จเพื่อระบุตัวควบคุมชะตากรรมของเซลล์ในระหว่างการพัฒนาสมองในออร์แกนอยด์ในระบบประสาทของมนุษย์ที่ผลิตจาก iPSC

iPSCs นำเสนอการพัฒนานวัตกรรมในด้าน เวชศาสตร์ฟื้นฟู โดยให้ทางเลือกการบำบัดที่มีศักยภาพในการฟื้นฟูเนื้อเยื่อที่เสียหาย การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยี iPSC และ CRISPR-Cas9 เข้ากับเทคนิควิศวกรรมเนื้อเยื่อ มีศักยภาพที่จะขยายสาขาการวิจัยเชิงฟื้นฟูได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น CRISPR-Cas9 สามารถใช้เพื่อแก้ไขความผิดปกติทางพันธุกรรมเดี่ยวๆ ที่เชื่อมโยงกับความผิดปกติหลายอย่าง รวมถึง HCM และ DCM เส้นเซลล์การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่ถูกแก้ไขจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้ iPSC สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด สามารถสร้างเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีได้จาก iPSC โดยใช้เทคนิคทางวิศวกรรมเนื้อเยื่อ จากนั้นจึงปลูกถ่ายให้กับผู้ป่วย

อ้างอิง

1. Geng BC, Choi KH, Wang SZ, Chen P, Pan XD, Dong NG, Ko JK, Zhu H. วิธีการแก้ไขจีโนม CRISPR/Cas9 ที่ง่าย รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพสำหรับเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ที่ชักนำโดยมนุษย์ แอกต้า ฟาร์มาโคล ซิน 2020 พ.ย.; 41(11): 1427-1432.
2. เสน T, Thummer RP. CRISPR และ iPSCs: การพัฒนาล่าสุดและมุมมองในอนาคตในการสร้างแบบจำลอง การวิจัย และการบำบัดโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อม นิวโรท็อกซ์เรส 2022 ต.ค.;40(5):1597-1623.
3. Harrison MM, Jenkins BV, O'Connor-Giles KM, Wildonger J. มุมมอง CRISPR ของการพัฒนา ยีนเดฟ 2014 1 ก.ย.;28(17):1859-72.
4. Ahmed M, Muffat J, Li Y. ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการพัฒนาของระบบประสาทและโรคต่างๆ โดยใช้หน้าจอ CRISPR ในวัฒนธรรมที่ได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ของมนุษย์ ฟรอนท์เซลล์เดฟไบโอล 2023 เม.ย. 10; 11: 1158373.
5. Gähwiler EKN, มอตต้า เอสอี, มาร์ติน เอ็ม, นูกราฮา บี, ฮอร์สตรัป เอสพี, เอ็มเมิร์ต มาย iPSC ของมนุษย์และเทคโนโลยีการแก้ไขจีโนมสำหรับวิศวกรรมเนื้อเยื่อหัวใจและหลอดเลือดที่แม่นยำ ฟรอนท์เซลล์เดฟไบโอล 2021 มิ.ย. 28; 9: 639699.