Апластическая анемия (AA) является угрожающим жизни bone marrow failure (BMF) нарушением, возникающим в результате гипоплазии костного мозга, инфекции и кровоизлияний, а также тяжелой периферической панцитопении. Хотя в большинстве случаев AA возникает и ассоциирует с аутоиммунным нарушением клеток предшественников из гематопоэтических стволовых клеток (HSPCs) в BM, в некоторых случаях BMF вызываются генетическими или наследственными аномалиями, нарушающими гематопоэз [1]. Деструкция или дисфункция HSPCs в BM пациентов с BMFSs ограничивает исследования этих нарушений, поскольку использование обычной in vitro культуры HSPC или in vivo животных моделей для моделирования характерной для пациента болезни технически невозможно из-за недоступности происходящих от пациента HSPCs. С появлением индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSCs) [2], появилась возможность изучения редких болезней, подобных BMFSs. Получение происходящих от пациентов iPSCs и их последующая дифференцировка в iPSC-HSPCs открывает уникальную возможность создания моделей болезни для изучения генетических и иммунных основ BMFSs (Figure 1). Ранее мы суммировали некоторые аспекты использования iPSC для понимания патогенеза AA и методы становления животных моделей для благоприобретенной AA (aAA), используя iPSCs [3]. В данном обзоре мы сконцентрировались на ранее оказавшихся успешными испытаниях по генерации iPSCs от пациентов с разными BMFSs. Мы попытались суммировать возможности будущего использования этой технологии для понимания патогенеза BMFSs и потенциальных проблем, встречающихся при использовании базирующихся на iPSC моделей этих нарушений.

/ Figure 1. Disease model of bone marrow failure syndromes (BMFS): Reprograming of somatic cells (fibroblasts or monocytes) to generate iPS cells open new opportunities for the study of bone failure marrow syndromes. A) The differentiation of iPS cells into hematopoietic stem cells coupled with genome editing and mutation correction has been tested to verify the pathogenesis of inherited BMFSs including Fanconi anemia, Fanconi anemia (FA), Dyskeratosis congenita (DKC), Scwachman-Diamond syndrome (DMS), Diamond-Blackfan anemia (DBA), Familial platelet disorder (FPD), Congenital megakaryocytic thrombocytopenia (CMT), Pearson marrow pancreas syndrome and (PMPS). B) The hematopoietic differentiation of iPS cells derived from patients with acquired BMFS (aplastic anemia) has been used to study in vitro and in vivo hematopoiesis with emphasis on experiments aimed to unravel the autoimmune mechanisms involved in the pathogenesis of this disorders. These studies may result in the establishment of various therapeutic approaches, such as autologous transplantation, cell therapy, the use of blocking monoclonal antibodies or the utilization of pharmaceutical drugs with inhibitory or stimulatory activities.

Ранее iPSC-HSPCs уже были использованы для изучения leukemogenesis, а также iPSC-HSPCs использовали для заместительной терапии. Использование iPSC-HSPCs представляет собой неоценимый источник для изучения болезней, ассоциированных с нарушениями HSPCs при BMFSs. Известно, что генерация iPSC-HSPCs от пациентов с aAA и др. BMFSs не только осуществима, но и является мощным инструментом для понимания патогенеза этих нарушений. Мы рассмотрели недавние успехи в использовании iPSCs для моделирования болезней BMFSs и обсудили открытия, сделанные в ходе этих исследований, проливающие информацию на патофизиологию этих состояний.