Új őssejteket lehet „univerzálisan átültetni”
A transzplantáció gyakran válsághelyzet, mivel globálisan hiányzik az adományozott szervek, de azért is, mert nagy a kockázata annak, hogy a befogadó teste elutasítja az adományozott szervet vagy az átültetett szövetet. Egy új típusú „univerzális” őssejt megoldhatja ezeket a kérdéseket.
A San Francisco-i Kaliforniai Egyetem (UC) csapatának legújabb erőfeszítései a kutatók a pluripotens őssejtek géntechnológiával történő fejlesztésére összpontosítottak, amelyek képesek lennének megkerülni a szervezet immunválaszát, és ezáltal megakadályozni az elutasítást.
Eddig az adományozott szövethiány problémájának elkerülése érdekében a tudósok őssejteket hoztak létre érett, teljesen fejlett sejtekből, amelyeket ugyanattól a személytől gyűjtenek, akinek átültetésre van szüksége. Ezeket „indukált pluripotens őssejteknek” hívják (iPSC).
Az iPSC-k segítségével a tudósok azt remélik, hogy minimalizálják annak esélyét, hogy a test elutasítsa ezeket a sejteket - amelyek később specializálódnak és új szerepükbe lépnek -, mivel a befogadó immunrendszere hajlamos a donorszövetet potenciális kórokozóként "megjelölni", és ellene lépni.
Azonban még ez az út is számos akadályt tartalmaz, és meglepő módon még azok az őssejtek is, amelyeket a szakemberek egy személy saját sejtjeiből készítettek, rendszeresen szembesülnek az elutasítással.
Ezenkívül az iPSC folyamatokat nehéz végrehajtani, és még mindig nehezebb reprodukálni a sikeres kísérleteket.
„Sok kérdés merül fel az iPSC technológiával kapcsolatban, de a legnagyobb akadályt a minőségellenőrzés és a reprodukálhatóság jelenti. Nem tudjuk, mitől lehet egyes sejteket átprogramozni, de a legtöbb tudós egyetért abban, hogy ez még nem végezhető el megbízhatóan ”- jegyzi meg Dr. Tobias Deuse, a folyóiratban megjelenő új tanulmány vezető szerzője. Természet Biotechnológia.
"Az individualizált iPSC terápiák legtöbb megközelítését emiatt elhagyták" - mutat rá Dr. Deuse.
Most, az UC San Francisco-i tudósai először úgy vélik, hogy más megközelítéssel találtak megoldást, amely új, „univerzális” őssejteket hoz létre, amelyek pluripotensek. Ez azt jelenti, hogy megkülönböztethetők bármely adott speciális sejtből - és nem váltanak ki immunválaszt a vevő testéből.
A tökéletes őssejt megtervezése
"A tudósok gyakran felfedik a pluripotens őssejtek terápiás lehetőségeit, amelyek bármely felnőtt szövetbe beérhetnek, de az immunrendszer a fő akadálya a biztonságos és hatékony őssejt-terápiának" - magyarázza Dr. Deuse.
Sőt, amint azt Dr. Sonja Schrepfer vezető szerző hozzáteszi, bár „[olyan gyógyszereket is adhatunk, amelyek elnyomják az immunaktivitást és kevésbé valószínűvé teszik az elutasítást, […] ezek az immunszuppresszánsok fogékonyabbá teszik a betegeket a fertőzésekre és a rákra”.
E hiányosságok kiküszöbölésére az UC San Francisco-i csapat egy génszerkesztő technikát alkalmazott, amelyet CRISPR-Cas9-nek hívnak, és csak három gén aktivitását módosították, hogy „megvédjék” az új őssejteket az immunrendszertől, és lehetővé tegyék a test könnyebben elfogadja őket.
A kutatók ezeket az újonnan megváltozott őssejteket olyan egérmodellekben tesztelték, amelyeket a transzplantátumok elutasítására hajlamos, a transzplantátumokat elutasító hajlam szimulálására terveztek - ezt a tulajdonságot "hisztokompatibilitási eltérésnek" hívják - és teljesen működő immunrendszerrel.
"Ez az első alkalom, hogy bárki olyan sejteket készített, amelyek univerzálisan átültethetők és túlélhetik az immunkompetens recipienseket anélkül, hogy immunválaszt váltanának ki" - mondja Dr. Deuse.
Pontosabban, a csapat megkezdte őssejt-fejlesztési folyamatát két olyan gén törlésével, amelyek szabályozzák egy fehérje készlet aktivitását - a fő hisztokompatibilitási komplex (MHC) I. és II. Osztályát -, amelyek jeleket küldenek az immunrendszernek és kiválthatják az immunrendszert válasz.
Ez az első lépés intuitív volt - az MHC fehérjéket kódoló gének nélküli sejtek nem bocsáthatják ki azt a jelet, amely „idegen anyagként” jelöli őket az immunrendszer számára.
Az ilyen cellák azonban akkor nem kapnak „szabad belépést”. Éppen ellenkezőleg, egy speciális immunsejt-típus célpontjává válnak, amelyeket a tudósok természetes gyilkos (NK) sejteknek neveznek.
„Univerzálisan alkalmazható termék”
Amikor a kutatók megvizsgálták az NK-sejtek blokkolásának módját az őssejtek támadásában, azt találták, hogy egy másik sejtfelszíni fehérje - a CD47 -, amely általában más immunsejteket tart távol, szintén gátolhatja az NK-kat.
A laboratóriumi és az in vivo munkák megerősítették, hogy a CD47 megválaszolta az NK-sejtek taszítását. Ezeknek a sikereknek a felbuzdulása után a kutatócsoport az új őssejteket - két elnémított és egy továbbfejlesztett génnel - átültette speciálisan tervezett egerekbe, amelyek emberi immunrendszer-elemekkel rendelkeztek az emberek immunválaszának szimulálására. Ezek a transzplantációk sikeresek voltak, és a rágcsálók teste nem utasította el az új sejteket.
Végül a csapat egy lépéssel tovább ment, és az új pluripotens őssejteket kóstolta meg, hogy különféle típusú szívsejtekké szakosodjon. Ismét átültették a keletkezett sejteket egerekbe, emberhez hasonló immunrendszerrel.
A kutatók szerint ezek a kísérletek is sikeresek voltak, mivel az új szívsejtek sokáig fennmaradtak, és egyszerű erekké és szívizomszövetekké formálódtak.
A kutatócsoport szerint ezek az eredmények azt sugallják, hogy az orvosok végül is használhatják az ilyen őssejteket az emberek kezelésénél.
"Technikánk megoldja az őssejtek és az őssejtből származó szövetek kilökődésének problémáját, és jelentős előrelépést jelent az őssejtterápiás területen" - hangsúlyozza Dr. Deuse.
„Technikánk az emberek szélesebb körének kedvezhet, termelési költsége jóval alacsonyabb, mint bármely individualizált megközelítés. Csak egyszer kell előállítanunk a sejtjeinket, és marad egy olyan termék, amely általánosan alkalmazható. "
Dr. Tobias Deuse
