Hodowanie komórek macierzystych w laboratorium pozwoli przezwyciężyć odrzucanie narządów przez układ immunologiczny

Badanie naukowców z Południowo-Zachodniego Centrum Medycznego Uniwersytetu Teksańskiego (University of Texas), właśnie opublikowane przez Cell Press w czasopiśmie Cell Stem Cell, może pomóc w opracowaniu bardziej obiecujących strategii terapeutycznych do transplantacji hematopoetycznych komórek macierzystych. Wstępna hodowla tych komórek w laboratorium przez około tydzień może pozwolić na przezwyciężenie jednej z najtrudniejszych przeszkód dla udanego przeszczepienia - odrzucenia odpornościowego.

Hematopoetyczne komórki macierzyste (hematopoetyczne komórki macierzyste, HSC) to komórki, które dają początek wszystkim typom komórek krwi. Transplantacja komórek hematopoetycznych stosowana jest w leczeniu białaczki, chłoniaka i innych nowotworów, a także chorób autoimmunologicznych.

Szpik kostny. Lekka mikrografia komórek macierzystych, które powodują wzrost komórek krwi. Białe krwinki - duże, purpurowe, czerwone krwinki - blade, płytki - małe fioletowe granulki. W szpiku kostnym stale tworzą się komórki krwi, ponieważ długość życia jest bardzo krótka. Krwinki czerwone, płytki krwi i wszystkie trzy typy białych krwinek (granulocyty, limfocyty i monocyty) pochodzą z jednej komórki przodka - multipotencjalnej komórki macierzystej. (Zdjęcie: Astrid & Hanns-Frieder Michler / Science Photo Library, P234 / 0030)

Jednak brak zrozumienia interakcji między hematopoetycznymi komórkami macierzystymi a układem odpornościowym organizmu biorcy znacznie komplikuje zarówno badania nad komórkami macierzystymi, jak i rozwój praktycznej transplantologii. Istnieje znaczne ryzyko, że przeszczepione komórki nie zostaną zaakceptowane przez organizm gospodarza, to znaczy, że nowe komórki zostaną zerwane przez jego układ odpornościowy. Do głównych problemów związanych z przeszczepem alogenicznym należy niski stopień wszczepienia przeszczepów od dawców oraz wysokie ryzyko zagrażającej życiu choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi. Transplantacja oczyszczonych alogenicznych HSC zmniejsza ryzyko tego drugiego, ale prowadzi do zmniejszenia wszczepienia.

Chociaż naukowcy znają niektóre z przyczyn takich niepowodzeń, wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. "Rozwiązanie tych problemów przyczyni się do zrozumienia immunologii hematopoetycznych komórek macierzystych i innych komórek macierzystych oraz znacznego postępu w praktycznej transplantologii" - powiedział dyrektor ds. Badań, dr Chen Cheng Zhang.

Dr Zhang i jego współpracownicy już udowodnili, że hemopoetyczne komórki macierzyste myszy i myszy (HSC) mogą być z powodzeniem hodowane w laboratorium, a następnie wykorzystywane do przeszczepu. W tym samym czasie w wielu białkach ulegających ekspresji na powierzchni takich komórek zachodzą pewne zmiany. Naukowcy są zainteresowani tym, czy takie "doświadczenie poza ciałem" może zmienić właściwości funkcjonalne HSC i uczynić je bardziej odpowiednimi do przeszczepu.

Transplantologowie są szczególnie zainteresowani klinicznie istotnymi allogenicznymi przeszczepami, czyli transplantacjami między genetycznie różnymi osobnikami, w tym rodzeństwem i niepowiązanymi parami dawcy / biorcy. Grupa dr Zhang przeszczepione myszom jak tylko wybrane GSK GSK i hodowano w laboratorium i okazało się, że komórki, które są „przechowywane” w laboratorium przez około tydzień, znacznie rzadziej w konflikcie z układu odpornościowego biorcy w organizmie. Hematopoetyczne komórki macierzyste ex vivo skutecznie pokonują barierę głównego kompleksu zgodności tkankowej i kolonizują szpik kostny allogenicznych myszy biorcy. Zastosowanie ośmiodniowej hodowli powoduje 40-krotny wzrost zdolności do przeszczepiania alloprzeszczepów.

Badacze postanowiliśmy zbadać mechanizmu leżącego u podstaw tego zjawiska w sposób bardziej szczegółowy i stwierdzono, że wkład do tego wzrostu jest jako wzrost liczby HSC, kultury wywołane wzrost ekspresji na powierzchni CD274 specyficzny inhibitor komórek układu odpornościowego (B7-H1 albo PD-L1).

"Ta praca powinna rzucić nowe światło na zrozumienie immunologii hematopoetycznych komórek macierzystych i innych komórek macierzystych i może doprowadzić do opracowania nowych strategii udanego allogenicznego przeszczepu" - podsumowuje dr Zhang. "Zdolność do replikowania ludzkich HSC dawców w hodowli i transplantacji do ludzi genetycznie odległych od dawców, przy jednoczesnym uniknięciu rozwoju reakcji" przeszczep przeciw gospodarzowi ", będzie rozwiązaniem problemu leżącego u podłoża tego problemu."

[1], [2], [3]