Az őssejtek felfedezése javíthatja a leukémia és más betegségek kezelését
Az a képesség, hogy az emberi vér őssejtjeit vagy a hematopoietikus őssejteket (HSC) nem képes a laboratóriumban megújulni, visszafogja a leukémia és más vérbetegségek kezelésében elért haladást.
Most a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem (UCLA) új tanulmánya azt sugallja, hogy a válasz egy adott fehérjében rejlik - amelynek aktiválása nagyban kibővítheti a kultúrában a HSC-ket.
Az UCLA csapata megállapította, hogy az MLLT3 nevű fehérje a HSC működésének kulcsszabályozója. A fehérje magas szinten van jelen az emberi magzatok, az újszülöttek és a felnőttek HSC-jében. A tenyésztett HSC-k azonban alacsony MLLT3-szinttel rendelkeznek.
Egy nemrégiben Természet cikkben a kutatók beszámolnak arról, hogy a fehérje előállításáért felelős gén manipulálása hogyan vezetett a transzplantálható HSC-k „több mint 12-szeres terjeszkedéséhez”.
A tanulmány tanulmányának vezető szerzője Hanna K. A. Mikkola, az UCLA molekuláris, sejt- és fejlődésbiológia professzora. Több mint 20 éve tanulmányozza a HSC-ket.
"Bár sokat tanultunk e sejtek biológiájáról az évek során" - mondja Mikkola, "az egyik legfontosabb kihívás továbbra is fennmaradt: a [HSC-k] önmegújulása a laboratóriumban."
"Le kell győznünk ezt az akadályt, hogy előre lépjünk a mezőnyben" - teszi hozzá.
A HSC-knek nagy képességre van szükségük az önreplikációhoz
A test minden szövete és sejtje tápanyagként és védelemként támaszkodik a vérsejtekre. Egy ilyen könyörtelen és megterhelő feladat teljesítéséhez a vérsejteknek képesnek kell lenniük újratöltésre. Felnőtteknél a vérsejtek és a bőrsejtek képesek minden szövetet a legnagyobb mértékben pótolni.
Az új vérsejtek előállításának feladata a HSC-k feladata. Az emberi test naponta több milliárd új vérsejtet termel, köszönhetően a HSC-knek, amelyek szintén immunsejteket termelnek.
A HSC-k a csontvelőben helyezkednek el, ahol önmegújulnak és különböző típusú vérekké és immunsejtekké érlelődnek.
A vér vagy az immunrendszer bizonyos betegségei - például leukémia - szenvedő embereknek új HSC-kre van szükségük új sejtek előállításához. Évtizedek óta az orvosok csontvelő-transzplantációkat alkalmaztak ellátásuk növelése érdekében.
Vannak azonban korlátai annak, hogy a csontvelő-transzplantációk milyen mértékben tudnak megoldást kínálni. Például nem mindig lehet megfelelő donort találni, vagy a befogadó teste elutasíthatja az átültetett sejteket.
Egy másik felmerülő probléma az lehet, hogy az átültetett HSC-k száma nem elegendő ahhoz, hogy elegendő vért vagy immunsejtet termeljenek a betegség kezelésére.
A tenyésztett HSC-k problémája
A tudósok megpróbálták a HSC-ket a laboratóriumban tenyészteni a csontvelő-transzplantációk alternatívájaként. A tenyésztett HSC-k átültetésére tett különböző kísérletek azonban közös problémát sújtottak: a HSC-k, amelyeket a tudósok eltávolítottak a csontvelőből, hamarosan elveszítik képességeiket a kultúra önmegújítására.
Amint a HSC-k elveszítik a képességüket arra, hogy új példányokat készítsenek magukról, az egyetlen jövőjük, hogy vagy differenciálódnak speciális sejtekké, vagy meghalnak.
Az új tanulmányhoz Mikkola professzor és csapata megvizsgálta, mi történt a génekkel, amikor a HSC-k elvesztették az önmegújulás képességét a laboratóriumban.
Látták, hogy néhány gén kikapcsol, amikor ez megtörtént. A kikapcsolt gének a HSC-k által képzett sejttípusok szerint változtak.
Közelebbről megnézve, a csapat olyan HSC-szerű sejteket generált felnőtt pluripotens őssejtekből, amelyek nem tudtak önreplikálni, majd megfigyelték génaktivitásukat.
Ez a kísérlet azt mutatta, hogy szoros összefüggés van a HSC-k önmegújító képessége és a MLLT3 gén.
Aktív MLLT3 szükséges feltétel
Úgy tűnik, hogy a MLLT3 biztosítja a fehérje bőséges ellátását, amely tartalmazza a HSC-k önmegújulásához szükséges utasításokat.
A fehérje segíti a HSC gépeinek működését, miközben a sejt másolatot készít magáról.
További kísérletek azt mutatták, hogy egy aktív szúrása MLLT3 gén a HSC-k magjába a laboratóriumi kultúrában 12-szeresére növelte az önreplikáció képességét.
"Ha belegondolunk a beteg kezeléséhez szükséges vér őssejtek mennyiségébe, ez jelentős szám."
Prof. Hanna K. A. Mikkola
Más vizsgálatok, amelyek megpróbálták a HSC-ket önmegújulni a kultúrában, kis molekulákat használtak. Prof. Mikkola és csapata azonban problémákat tapasztalt ezzel a megközelítéssel.
Megállapították, hogy a sejtek nem voltak képesek fenntartani az MLLT3 fehérje szintjét, és nem működtek jól, amikor a csapat egerekbe transzplantálta őket.
A két módszer kombinálása
A csapat megállapította, hogy a kis molekula módszer és a MLLT3 a génaktiválás HSC-ket generált, amelyek megfelelően integrálódtak az egerek csontvelőjébe.
Ezek a HSC-k az összes megfelelő típusú vérsejtet is előállították, és megőrizték az önmegújulás képességét.
A tudósok aggodalma a transzplantálható HSC-k laboratóriumban történő előállításával kapcsolatban annak biztosítása, hogy azok megfelelően működjenek, ha már a testben vannak.
A HSC-knek képesnek kell lenniük a megfelelő ütemben történő önreplikációra, és nem szerezhetnek olyan mutációkat, amelyek olyan betegségekhez vezethetnek, mint például a leukémia.
Úgy tűnik, hogy az MLLT3 fehérje stabil szintjének biztosítása megfelel ezeknek a követelményeknek.
A kutatók most manipulációs módszereken dolgoznak MLLT3 biztonságosabb és könnyebb.
