Kultivácia kmeňových buniek v laboratóriu prekoná imunitné odmietnutie orgánov

Štúdia výskumníkov z Southwestern Medical Center, University of Texas (University of Texas), práve vydala Cell Press v časopise Cell Stem Cell, môžu pomôcť pri rozvoji najsľubnejších terapeutických stratégií pre transplantáciu krvotvorných kmeňových buniek. Predbežná kultivácia týchto buniek v laboratóriu asi týždeň môže umožniť prekonanie jednej z najťažších prekážok úspešnej transplantácie - imunitného odmietnutia.

Hematopoetické kmeňové bunky (krvotvorné kmeňové bunky, HSC) sú bunky, ktoré vytvárajú všetky typy krviniek. Transplantácia hematopoetických buniek sa používa na liečbu leukémie, lymfómu a iných typov rakoviny, ako aj autoimunitných ochorení.

Kostná dreň. Svetelná mikrofotografia kmeňových buniek, ktoré vytvárajú krvné bunky. Biele krvinky - veľké, fialové, červené krvinky - bledé, krvné doštičky - malé fialové granule. Krvné bunky sa neustále vytvárajú v kostnej dreni, pretože ich životnosť je veľmi krátka. Červené krvinky, krvné doštičky a všetky tri typy bielych krviniek (granulocyty, lymfocyty a monocyty) pochádzajú z jednej rodovej bunky - multipotentnej kmeňovej bunky. (Foto: Astrid & Hanns-Frieder Michler / Science Photo Library, P234 / 0030)

Nedostatočné pochopenie interakcie medzi hematopoetickými kmeňovými bunkami a imunitným systémom príjemcu organizmu však značne komplikuje výskum kmeňových buniek a vývoj praktickej transplantológie. Existuje značné riziko, že transplantované bunky nebudú prijaté hostiteľským organizmom, to znamená, že nové bunky budú roztrhnuté svojim imunitným systémom. Medzi hlavné problémy alogénnej transplantácie patrí nízka hladina transplantácie darcov a vysoké riziko život ohrozujúceho ochorenia štepu proti hostiteľovi. Transplantácia vyčisteného alogénneho HSC znižuje riziko jeho vzniku, ale vedie k zníženiu engraftmentu.

Hoci vedci vedia niektoré z dôvodov takýchto zlyhaní, mnohé otázky zostávajú nezodpovedané. "Riešenie týchto problémov prispeje k porozumeniu imunológie krvotvorných buniek a iných kmeňových buniek, a významnému pokroku v praxi transplantácie," - povedal vedúci štúdie Dr Chen Chen Chang (Cheng Cheng Zhang).

Doktor Zhang a jeho kolegovia už dokázali, že ľudské a myšie hemopoetické kmeňové bunky (HSC) môžu byť úspešne pestované v laboratóriu a potom použité na transplantáciu. Zároveň v mnohých proteínoch exprimovaných na povrchu takýchto buniek existujú určité zmeny. Vedci zaujímajú, či takáto "skúsenosť mimo tela" môže zmeniť funkčné vlastnosti HSC a urobiť z nich vhodnejší na transplantáciu.

Transplantácia záujem najmä klinicky relevantných alogénnych transplantátov, tj transplantácii medzi geneticky rôznych jedincov, vrátane súrodencov a nepríbuzných párov darcu / príjemcu. Skupina Dr. Zhang transplantované myšou len ako vybraná GSK GSK a pestované v laboratóriu a zistili, že bunky, ktoré sú "držané" v laboratóriu po dobu asi jedného týždňa, oveľa menej často v rozpore s imunitným systémom príjemcu v tele. Pestované ex vivo Myší hematopoetické kmeňové bunky úspešne prekonať bariéru hlavného histokompatibilního komplexu a zaberajú alogénne kostnej drene príjemcu myšou. Použitie osemdňovej kultúry vedie k 40-násobnému zvýšeniu schopnosti alotransplantátov engrafovať.

Výskumníci sa rozhodli skúmať základný mechanizmus tohto účinku podrobnejšie, a zistili, že podiel na tomto rozvoji je vyrobená ako zvýšenie počtu HSC a kultúry indukované zvýšenie expresie na povrchu CD274 špecifický inhibítor buniek imunitného systému (B7-H1 alebo PD-L1).

"Táto práca by mala objasniť imunológiu hematopoetických kmeňových buniek a iných kmeňových buniek a môže viesť k vývoju nových stratégií úspešnej transplantácie alogénnych buniek," konštatuje Dr. Zhang. "Schopnosť reprodukovať ľudskej darcovskej HSC v kultúre a transplantované je na ľudí, ktorí sú geneticky vzdialenejšie od darcu, ktorý sa vyhýba reakciu" štepu proti hostiteľovi "bude rozhodnutie z hlavných problémov v tejto oblasti."

[1], [2], [3]