Transplantasjoner er ofte et krisepunkt siden det er en global mangel på donerte organer men også fordi det er stor risiko for at mottakerens kropp avviser det donerte organet eller det transplanterte vevet. En ny type «universelle» stamceller kunne løse noen av disse problemene.
Forskere kan ha funnet en måte å forhindre at immunforsvaret angriper nye stamceller som ankommer kroppen til en person.
Nylig innsats fra et team fra University of California (UC) San Francisco har forskere fokusert på genteknologiske pluripotente stamceller som vil kunne omgå kroppens immunrespons og dermed forhindre avvisning.
Foreløpig for å omgå spørsmålet om donerte vevmangel har forskere opprettet stamceller av modne fullt utviklede celler de samler inn fra samme person som trenger en transplantasjon. De kaller disse «induserte pluripotente stamceller» (iPSCs).
Med iPSC-er håper forskere å minimere sjansene for at kroppen avviser disse cellene-som senere vil spesialisere seg og gå inn i deres nye rolle-ettersom mottakerens immunsystem har en tendens til å «merke» donorvev som et potensielt patogen og handle mot det .
Selv denne ruten har imidlertid vært full av mange hindringer og overraskende nok til og med stamceller som spesialister har konstruert fra en persons egne celler regelmessig får avslag.
Dessuten er iPSC-prosesser vanskelig å gjennomføre og det er vanskeligere å gjengi vellykkede forsøk.
«Det er mange problemer med iPSC-teknologi men de største hindringene er kvalitetskontroll og reproduserbarhet. Vi vet ikke hva som gjør noen celler mottagelige for omprogrammering men de fleste forskere er enige om at det ennå ikke kan gjøres pålitelig» bemerker Dr. Tobias Deuse hovedforfatter på den nye studieoppgaven som vises i tidsskriftet Nature Biotechnology.
«De fleste tilnærminger til individualiserte iPSC-terapier har blitt forlatt på grunn av dette» påpeker Dr. Deuse.
Nå for første gang tror forskere i UC San Francisco at de kan ha funnet en løsning ved å ta en annen tilnærming som skaper nye «universelle» stamceller som er pluripotente. Dette betyr at de kan differensiere til en gitt spesialisert celle-og at de ikke vil utløse en immunrespons fra mottakerens kropp.
Engineering den perfekte stamcellen
«Forskere utpeker ofte det terapeutiske potensialet til pluripotente stamceller som kan modnes til et hvilket som helst voksent vev men immunforsvaret har vært et stort hinder for sikker og effektiv stamcellebehandling» forklarer Dr. Deuse.
Som seniorforfatter Dr. Sonja Schrepfer legger til selv om «vi kan administrere medisiner som undertrykker immunaktivitet og gjør avvisning mindre sannsynlig … disse immunosuppressantene etterlater pasienter mer mottakelige for infeksjoner og kreft.»
For å prøve å overvinne disse manglene brukte UC San Francisco-teamet en genredigeringsmetode de kaller CRISPR-Cas9 og de modifiserte aktiviteten til så få som tre gener for å «skjerme» de nye stamcellene fra immunforsvaret og tillate kroppen for lettere å akseptere dem.
Forskerne testet disse nylig endrede stamcellene i musemodeller de konstruerte for å simulere kroppene til mottakere med en tendens til å avvise transplantasjoner-et kjennetegn de kaller «histokompatibilitetsmatch»-og med fullt fungerende immunsystem.
«Dette er første gang noen har konstruert celler som kan bli transplantert universelt og kan overleve i immunkompetente mottakere uten å lokke til et immunrespons» sier Dr. Deuse.
Mer spesifikt startet teamet sin stamcelle-ingeniørprosess ved å slette to gener som kontrollerer aktiviteten til et sett proteiner-major histocompatibility complex (MHC) klasse I og II-som sender ut signaler til immunsystemet og kan utløse et immunforsvar respons.
Dette første trinnet var intuitivt-celler uten genene som koder for MHC-proteiner kan ikke avgi signalet som «merker» dem som «fremmede midler» til immunsystemet.
Slike celler får imidlertid ikke et «gratis pass.» Tvert imot de blir målene for en type spesialiserte immunceller forskere kaller naturlige killerceller (NK).
«Et produkt som kan brukes universelt»
Da forskerne undersøkte måter å blokkere NK-celler fra å angripe stamcellene fant de at et annet celleoverflateprotein-CD47-som normalt holder andre immunceller i sjakk også kan hemme NK-er.
Laboratorie- og in vivo-arbeid bekreftet at CD47 holdt svaret på å avvise NK-celler. Oppmuntret av disse suksessene transplanterte forskerteamet de nye stamcellene-med to dempede og ett forbedrede gen-til spesialkonstruerte mus som hadde humane immunsystemelementer for å simulere immunresponsen hos mennesker. Disse transplantasjonene var vellykkede og gnagernes kropper avviste ikke de nye cellene.
Til slutt gikk teamet et skritt videre og koakset de nye pluripotente stamcellene for å spesialisere seg som forskjellige typer hjerteceller. Nok en gang transplanterte de resulterende celler til mus med et menneskeliknende immunsystem.
Forskerne rapporterer at disse eksperimentene også lyktes ettersom de nye hjertecellene overlevde i lang tid og de dannet seg til enkle blodkar og hjertemuskelvev.
Alle disse funnene hevder teamet antyder at leger til slutt kunne bruke slike stamceller når de behandler mennesker.
«Vår teknikk løser problemet med avvisning av stamceller og stamcelle-avledede vev og representerer et stort fremskritt for stamcelleterapifeltet» understreker Dr. Deuse.
«Teknikken vår kan dra nytte av et bredere spekter av mennesker med produksjonskostnader som er langt lavere enn noen individualisert tilnærming. Vi trenger bare å produsere cellene våre en gang og vi sitter igjen med et produkt som kan brukes universelt.»
Dr. Tobias Deuse
- Skriv ut
- Tweet