בשנת 2006, הקבוצה של שיניה יאמאנאקה 1 הוכיחה בפעם הראשונה שתאים סומטיים מעכברים ובני האדם מבוגרים יכולים להיות מומרים למדינת pluripotent על ידי ביטוי חוץ רחמי של ארבעה גורמי תכנות מחדש (אוקטובר-4, סוקס-2, KLF-4, ו ג-Myc), יצירת התאים שנקרא המושרה pluripotent הגזע (iPSCs) 2. iPSCs מטופל ספציפי דומה מאוד בתאי גזע עובריים אנושיים (hESCs) במונחים של מורפולוגיה, הפצה והיכולת להתמיין לסוגי תאי שלוש-נבט (המזודרם, האנדודרם והאאקטודרם) ואילו חסרי דאגות האתיות הקשורות לשימוש בhESCs ועקיף דחייה חיסונית אפשרית 3. לפיכך, iPSCs מופיע כאחד מהמקורות החשובים ביותר של תאי חולה ספציפי למחקר בסיסי, הקרנת סמים, דוגמנות מחלה, הערכה של רעילות, ומטרות רפואת רגנרטיבית 4.
כמה גישות שימשו במשך דור iPSC: וקטורי שילוב נגיפיים(רטרו-וירוס 5, lentivirus 6), ויראלי וקטורי שילוב-עישון (אדנווירוס 7), סנדאי וירוס 8, transposons BAC 9, וקטורי episomal 10, חלבונים 11 או משלוח RNA 12. למרות שהשימוש בשיטות תיווך וירוס יכול להוביל לתכנות מחדש יעילות גבוהה, וקטורים ויראליים להשתלב בגנום של תאי מארח וmutagenesis insertional האקראי ולכן פוטנציאל, שינוי קבוע של ביטוי גנים, והפעלה מחדש של transgenes הושתק במהלך התמיינות לא ניתן לשלול 13.
כדי להפוך iPSCs בטוח יותר לרפואת רגנרטיבית, נעשו מאמצים כדי להפיק iPSCs ללא שילוב של DNA אקסוגני לתוך הגנום תאי. למרות וקטורים ויראליים excisable וtransposons פותחו, זה עדיין לא ברור אם רצפים קצרים וקטור, שבהכרח יישארו בתאי transduced לאחר כריתה, וtransposase ביטוי, יכולים לגרום לשינוי בתאular לתפקד 13. למרות היעילות הגבוהה תכנות מחדש שלה, וירוס סנדאי מייצג גישה יקרה ולהגיע דרך חששות רישוי עם החברה שפיתחה מערכת זו יש הפוטנציאל להגביל יישומה במחקרי translational. יתר על כן, את הצורך בהקדמה ישירה של חלבונים ו- RNA דורש משלוח מרובה של תכנות מחדש מולקולות עם המגבלות טכניות הטבועות זו מציגה, ויעילות תכנות מחדש כוללת היא נמוכה מאוד 14. ראוי לציין, שיטות שילוב הלא-נגיפיות-חופשיות וחסכוניות המבוססות על השימוש בפלסמידים episomal דווחו בהצלחה לתכנות מחדש של fibroblasts עור 15. באופן ספציפי, בעבודה הנוכחית החלטנו להשתמש בפלסמידים episomal מסחריים זמינים ללא אינטגרציה, כפי שדווח בעבר 10,15.
עד כה, fibroblasts העור מייצג את סוג תא התורם הפופולרי ביותר 5. עם זאת, מקורות תא אחרים היו succesתכנות מחדש sfully לiPSCs כולל קרטינוציטים 16, בתאי גזע mesenchymal מח עצם 17, תאי סטרומה שומן 18, שיער הזקיקים 19, ותאי עיסת שיניים 20. הבידוד של תאים אלה דורש פרוצדורות כירורגיות, וכמה שבועות יש צורך במבחנה הרחבת תא כדי להקים תרבות תא ראשונית.
לאור זאת, הבחירה של מתחיל סוג התא היא קריטית וחשוב באותה מידה להיות מסוגל לייצר iPSCs מרקמות נגישים ופחות פולשני כמו דם. שני תאי mononuclear דם טבורי (CBMNCs) 21,22 והיקפי mononuclear דם תאים (PBMNCs) 14,22-24 מייצגים מקורות מתאימים של תאים לגזרה של iPSCs.
למרות היעילות של תכנות מחדש PBMNC המבוגר היא 20-50 פעמים נמוכה מזה של 22 CBMNCs, הם נשארים סוג התא הנוח ביותר למטרה דגימה. בלמעשה, יש דגימת PBMNC את היתרון של להיות פולשנית, ובנוסף, תאים אלה אינם דורשים הרחבה רבה במבחנה לפני ניסויי תכנות מחדש. עד כה, פרוטוקולים שונים דיווחו כי PBMNCs לאחר הפרדת שיפוע הצפיפות אפשר להקפיא ולהפשיר ימים לכמה חודשים לאחר ההקפאה ומורחבת לכמה ימים לפני תכנות מחדש לiPSCs 22,23. עם זאת, ככל שאנו מודעים לא דווחנו תארו תכנות מחדש של PBMNCs ממעיילי אפים קפואים. חשוב לציין, מעילי אפים קפואים שנאספו ללא הפרדת שיפוע צפיפות מייצגים את דגימות דם הנפוצות ביותר מאוחסנות בbiobanks בקנה מידה הגדול ממחקרי אוכלוסייה, ובכך מייצג את בריכה נגישה של חומר לייצור iPSC שימנע איסוף דגימה נוסף.
במסמך זה אנו מדווחים לראשונה את הדור של iPSCs הנגיפי-חופשי ממעיילי אפים קפואים אנושיים, המבוסס על פרוטוקול שתואר קודם לכן 22. בבנוסף, iPSCs נוצרו מPBMNCs הקפוא מתקבל לאחר הפרדת שיפוע הצפיפות, כפרוטוקול בקרה לתוצאות PBMNC שיפוע שאינו צפיפות מטוהרת.