Vědci geneticky modifikují kmenové buňky, aby se vyhnuli imunologickému odmítnutí
Vědci tvrdí, že geneticky upravené kmenové buňky by také mohly vydláždit cestu pro novou regenerativní medicínu léčby nemocí, jako je DM1.
Vědci tvrdí, že geneticky upravené kmenové buňky by také mohly vydláždit cestu pro novou regenerativní medicínu léčby nemocí, jako je diabetes 1. typu.
Jednou z největších překážek regenerativní medicíny je imunologické odmítnutí příjemcem, což je problém, k jehož vyřešení jsou vědci z University of Arizona Health Sciences o krok blíže po genetické modifikaci pluripotentních kmenových buněk, aby se vyhnuly imunitnímu rozpoznání. Studie "Inženýrství lidských pluripotentních kmenových buněčných linií tak, aby se vyhnula xenogenním transplantačním bariérám" byla publikována v časopise Stem Cell Reports.
Pluripotentní kmenové buňky se mohou proměnit v jakýkoli typ buněk v těle. Zjištění nabízejí životaschopnou cestu vpřed pro terapie založené na pluripotentních kmenových buňkách k obnově tkání, které jsou ztraceny při onemocněních, jako je diabetes 1. typu nebo makulární degenerace.
"Kolem oblasti pluripotentních kmenových buněk a regenerativní medicíny bylo po desetiletí mnoho vzrušení," řekla hlavní výzkumný pracovník Deepta Bhattacharya, PhD, profesor na UArizona College of Medicine – Tucson's Department of Immunobiology. "Ze zkušeností s transplantací orgánů jsme se naučili, že musíte mít odpovídající dárce, ale osoba, která transplantaci podstoupí, často stále vyžaduje celoživotní potlačení imunity, což znamená, že je zvýšená náchylnost k infekcím a rakovině. Snažili jsme se přijít na to, co je potřeba udělat s těmito kmenovými buňkami, aby nebyly odmítnuty, a vypadá to, že máme možné řešení."
K otestování své hypotézy Bhattacharya a výzkumný tým použili technologii CRISPR-Cas9, "genetické nůžky", které vědcům umožňují provádět přesné mutace v genomu na extrémně specifických místech.
Pomocí lidských pluripotentních kmenových buněk tým lokalizoval specifické geny, o kterých se domníval, že se podílejí na odmítnutí imunitního systému, a odstranil je. Předchozí výzkum pluripotentních kmenových buněk a odmítnutí imunitního systému se zaměřil na různé části imunitního systému izolovaně. Bhattacharya a jeho kolegové z The New York Stem Cell Foundation Research Institute, St. Jude Children's Research Hospital a Washington University School of Medicine se rozhodli otestovat své geneticky modifikované kmenové buňky v kompletním a funkčním imunitním systému.
"Imunitní systém je opravdu komplikovaný a existuje celá řada způsobů, jak dokáže rozpoznat a odmítnout věci," řekl Bhattacharya, člen Arizonského onkologického centra a institutu BIO5, který také působí v poradním sboru Centra pro pokročilé molekulární a imunologické terapie v Arizoně.
"Transplantace napříč druhy, přes xenogenní bariéru, je obtížná a je velmi vysokou laťkou pro transplantaci. Rozhodli jsme se, že pokud dokážeme překonat tuto bariéru, pak můžeme začít věřit, že dokážeme překonat to, co by mělo být jednodušší bariérou mezi lidmi, a tak jsme to v podstatě udělali."
Výzkumný tým testoval modifikované kmenové buňky tak, že je umístil do myší s normálním, plně funkčním imunitním systémem. Výsledky byly slibné – geneticky upravené pluripotentní kmenové buňky byly integrovány a přetrvaly, aniž by byly odmítnuty.
"To byl už nějakou dobu svatý grál. Ve skutečnosti můžete mít šanci, že budete schopni provádět transplantace založené na pluripotentních kmenových buňkách, aniž byste potlačili imunitu osoby, která je přijímá. To by byl důležitý pokrok, a to jak klinicky, tak z hlediska měřítka," řekl Bhattacharya. "Nemuseli byste vytvářet individualizované terapie pro každého jednotlivce – můžete začít s jedním typem pluripotentních kmenových buněk, přeměnit ho na typ buněk, který chcete, a pak ho dát téměř komukoli."
Další kroky, řekl Bhattacharya, zahrnují testování geneticky modifikovaných pluripotentních kmenových buněk ve specifických modelech onemocnění. Již nyní spolupracuje se spolupracovníky z The New York Stem Cell Foundation a Juvenile Diabetes Research Foundation na testování technologie na zvířecích modelech pro diabetes 1. typu.
"Nejprve jsme potřebovali překonat imunitní systém. Další kroky jsou, jak tyto buňky využijeme?" řekl Bhattacharya. "Nastavili jsme laťku pro naši studii docela vysoko a skutečnost, že jsme byli úspěšní, nám dává určitou jistotu, že to může opravdu fungovat."
Bhattacharya je také spoluzakladatelem startupu Clade Therapeutics v Bostonu, který tuto technologii licencoval prostřednictvím Tech Launch Arizona, komercializační odnože Arizonské univerzity. Společnost Clade Therapeutics vytváří robustní buněčnou platformu využívající imunitní buňky odvozené z kmenových buněk k léčbě rakoviny a autoimunitních onemocnění. Společnost uvedla, že doufá, že klinické testy zahájí do konce roku.
Mezi spoluautory článku patří: Hannah Pizzato, PhD, výzkumná specialistka na College of Medicine – Tucson's Department of Immunobiology; Paula Alonso-Guallart, DVM, PhD, James Woods a Frederick J. Monsma Jr., PhD, z Výzkumného ústavu Newyorské nadace kmenových buněk; Jon P. Connelly, PhD, a Shondra M. Pruett-Miller, PhD, z dětské výzkumné nemocnice St. Jude; a Todd A. Fehniger, MD, PhD, a John P. Atkinson, MD, z Washington University School of Medicine.