Naujos kamieninės ląstelės gali būti „visuotinai persodintos“
Transplantacijos dažnai yra krizės taškas, nes paaukotų organų trūksta visame pasaulyje, bet taip pat ir dėl to, kad yra didelė rizika, jog recipiento kūnas atmes paaukotą organą ar persodintą audinį. Naujo tipo „universalios“ kamieninės ląstelės galėtų išspręsti kai kuriuos iš šių klausimų.
Naujausios Kalifornijos universiteto (UC), San Francisko, komandos pastangos, mokslininkai sutelkė dėmesį į genų inžineriją pluripotentines kamienines ląsteles, kurios sugebėtų apeiti organizmo imuninį atsaką ir taip užkirsti kelią atmetimui.
Iki šiol, norėdami apeiti paaukotų audinių trūkumo problemą, mokslininkai sukūrė kamienines ląsteles iš subrendusių, visiškai išsivysčiusių ląstelių, kurias renka iš to paties žmogaus, kuriam reikalinga transplantacija. Jie vadina šias „sukeltas pluripotentines kamienines ląsteles“ (iPSC).
Naudodamiesi „iPSC“, mokslininkai tikisi, kad sumažės tikimybė, jog organizmas atmes šias ląsteles, kurios vėliau specializuosis ir žengs į savo naują vaidmenį, nes recipiento imuninė sistema yra linkusi „paženklinti“ donoro audinį kaip galimą patogeną ir veikti prieš jį.
Tačiau net ir šis kelias buvo sukeltas daugybės kliūčių, ir, keista, net kamieninės ląstelės, kurias specialistai sukūrė iš paties žmogaus ląstelių, reguliariai susiduria su atmetimu.
Be to, „iPSC“ procesus sunku atlikti, ir vis sunkiau atkurti sėkmingus bandymus.
„Yra daug problemų, susijusių su„ iPSC “technologija, tačiau didžiausios kliūtys yra kokybės kontrolė ir atkuriamumas. Mes nežinome, dėl ko kai kurias ląsteles galima perprogramuoti, tačiau dauguma mokslininkų sutinka, kad to dar negalima patikimai atlikti “, - pažymi žurnale pasirodžiusio naujojo tyrimo straipsnio pagrindinis autorius dr. Tobias Deuse. Gamtos biotechnologija.
„Dėl to buvo atsisakyta daugumos individualizuotų iPSC terapijų metodų“, - pabrėžia dr. Deuse.
Dabar pirmą kartą UC San Francisko mokslininkai mano, kad jie galėjo rasti sprendimą pasirinkdami kitokį požiūrį, kuris sukuria naujas, „universalias“ kamienines ląsteles, kurios yra pluripotentiškos. Tai reiškia, kad jie gali diferencijuotis į bet kurią specializuotą ląstelę - ir jie nesukels imuninio atsako iš imtuvo kūno.
Sukurkite tobulą kamieninę ląstelę
„Mokslininkai dažnai reklamuoja pluripotentinių kamieninių ląstelių, kurios gali subręsti bet kuriame suaugusio žmogaus audinyje, terapinį potencialą, tačiau imuninė sistema buvo pagrindinė kliūtis saugiai ir veiksmingai gydyti kamienines ląsteles“, - aiškina dr. Deuse.
Be to, kaip priduria vyresnioji autorė dr. Sonja Schrepfer, nors „[mes galime vartoti vaistus, kurie slopina imuninę veiklą ir sumažina atmetimo tikimybę, […] šie imunosupresantai palieka pacientus jautresnius infekcijoms ir vėžiui“.
Siekdama įveikti šiuos trūkumus, UC San Francisko komanda naudojo genų redagavimo metodą, kurį jie vadina CRISPR-Cas9, ir modifikavo vos trijų genų veiklą, kad „apsaugotų“ naujas kamienines ląsteles nuo imuninės sistemos ir leistų kūnas lengviau juos priimti.
Tyrėjai išbandė šias naujai pakeistas kamienines ląsteles pelių modeliuose, kuriuos jie sukūrė imituodami recipientų kūnus su polinkiu atmesti transplantacijas - tai savybė, kurią jie vadina „nesuderinamumu su histo suderinamumu“, ir su visiškai veikiančia imunine sistema.
"Tai yra pirmas kartas, kai kas nors sukuria ląsteles, kurias galima visuotinai persodinti ir kurios gali išgyventi imunokompetentinguose recipientuose nesukeldamos imuninio atsako", - sako dr. Deuse.
Konkrečiau, komanda pradėjo kamieninių ląstelių inžinerijos procesą ištrindama du genus, kurie kontroliuoja baltymų rinkinio - I ir II klasės pagrindinio histo-suderinamumo komplekso (MHC) - aktyvumą, kurie siunčia signalus imuninei sistemai ir gali sukelti imuninę sistemą. atsakymą.
Šis pirmasis žingsnis buvo intuityvus - ląstelės, neturinčios genų, koduojančių MHC baltymus, negali skleisti signalo, kuris jas „žymi“ kaip „svetimus agentus“ imuninei sistemai.
Tačiau tokios ląstelės negauna „nemokamo leidimo“. Priešingai, jie tampa specializuotų imuninių ląstelių tipo taikiniais, kuriuos mokslininkai vadina natūraliomis žudikinėmis (NK) ląstelėmis.
„Produktas, kurį galima pritaikyti visuotinai“
Tyrinėtojai ieškodami būdų, kaip užkirsti kelią NK ląstelėms pulti kamienines ląsteles, nustatė, kad kitas ląstelės paviršiaus baltymas - CD47 - kuris paprastai palaiko kitas imunines ląsteles, taip pat gali slopinti NK.
Laboratoriniai ir in vivo darbai patvirtino, kad CD47 atsakė į NK ląstelių atbaidymą. Paskatinta šių sėkmių, mokslininkų grupė persodino naujas kamienines ląsteles - su dviem nutildytais ir vienu patobulintu genu - į specialiai sukurtas peles, turinčias žmogaus imuninės sistemos elementų, kad imituotų žmogaus imuninį atsaką. Šios transplantacijos buvo sėkmingos, o graužikų kūnai neatmetė naujų ląstelių.
Galiausiai komanda žengė dar vieną žingsnį, paskatindama naujas pluripotentines kamienines ląsteles specializuotis kaip skirtingų tipų širdies ląstelės. Dar kartą jie gautas ląsteles persodino pelėms, turinčioms panašų į žmogų imuninę sistemą.
Tyrėjai teigia, kad šie eksperimentai taip pat pavyko, nes naujos širdies ląstelės išgyveno ilgą laiką ir jos susiformavo į paprastas kraujagysles ir širdies raumens audinius.
Visos šios išvados, komandos teigimu, rodo, kad gydytojai galėtų naudoti tokias kamienines ląsteles galiausiai gydydami žmones.
„Mūsų technika išsprendžia kamieninių ląstelių ir iš jų gautų audinių atmetimo problemą ir yra pagrindinis kamieninių ląstelių terapijos laimėjimas“, - pabrėžia dr. Deuse.
„Mūsų technika gali būti naudinga platesniam žmonių ratui, o gamybos išlaidos yra daug mažesnės nei bet kuris individualizuotas požiūris. Mums reikia gaminti savo ląsteles tik vieną kartą, o mums lieka produktas, kurį galima pritaikyti visuotinai “.
Daktaras Tobias Deuse
