突然変異体TARDBP ALS患者の末梢血から得られたiPSCの運動ニューロン分化

筋萎縮性側索硬化症（ALS）は重度の神経変性疾患であり、主に運動ニューロン（MNS）に影響を及ぼし、効果的な治療なしです。薬物スクリーニングは、満足のいく実験モデルおよび臨床モデルが不足していないことにより妨げられます。誘導された多能性幹細胞（IPSC）は、疾患メカニズムと治療戦略をMNSに区別できる可能性があるため、生きている人間からはアクセスできないため、定義するのに役立ちます。この研究では、ALS病態生理学におけるTDP-43の象徴的な役割を考慮して、P.A382T TARDBP変異と健康なドナーを患っているALS患者の末梢血単核細胞由来のIPSCからMNSが得られました。静脈サンプルは、収集を容易にするために線維芽細胞よりも好まれ、実験前に時間をかける拡張培養の要件はありませんでした。IPSCは、特定のマーカーの発現のために特徴付けられ、自然に原発性胚層に分化し、最後にMNSに分化しました。変異したALS患者と対照MNSの間には、ほとんどの細胞がTDP-43タンパク質の核局在を示すコントロールMNSの間に違いは観察されませんでした。結論として、我々はここで、ヒトTARDBP変異MNSを、患者から簡単にアクセスできるソースである末梢血細胞の再プログラミングと分化能力を活用することに成功裏に得られることを初めて実証しました。

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a severe neurodegenerative disease, mainly affecting the motor neurons (MNs) and without effective therapy. Drug screening is hampered by the lack of satisfactory experimental and pre-clinical models. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) could help to define disease mechanisms and therapeutic strategies as they could be differentiated into MNs, otherwise inaccessible from living humans. In this study, given the seminal role of TDP-43 in ALS pathophysiology, MNs were obtained from peripheral blood mononuclear cells-derived iPSCs of an ALS patient carrying a p.A382T TARDBP mutation and a healthy donor. Venous samples were preferred to fibroblasts for their ease of collection and no requirement for time consuming extended cultures before experimentation. iPSCs were characterized for expression of specific markers, spontaneously differentiated into primary germ layers and, finally, into MNs. No differences were observed between the mutated ALS patient and the control MNs with most of the cells displaying a nuclear localization of the TDP-43 protein. In conclusion, we here demonstrated for the first time that human TARDBP mutated MNs can be successfully obtained exploiting the reprogramming and differentiation ability of peripheral blood cells, an easily accessible source from any patient.