Култивирането на стволови клетки в лаборатория ще помогне за преодоляване на имунното отхвърляне на органи

Проучване на изследователи от Югозападния медицински център на Тексаския университет, публикувано току-що от Cell Press в списанието Cell Stem Cell, може да помогне за разработването на по-обещаващи терапевтични стратегии за трансплантация на хемопоетични стволови клетки. Предварителното култивиране на тези клетки в лаборатория за около седмица може да помогне за преодоляване на една от най-трудните пречки пред успешната трансплантация: имунното отхвърляне.

Хематопоетичните стволови клетки (ХСК) са клетките, които дават началото на всички видове кръвни клетки. Трансплантациите на хематопоетични клетки се използват за лечение на левкемия, лимфом и други видове рак, както и автоимунни заболявания.

Костен мозък. Светлинна микрофотография на стволови клетки, които дават началото на кръвните клетки. Белите кръвни клетки са големи и лилави, червените кръвни клетки са бледи, а тромбоцитите са малки лилави гранули. Кръвните клетки непрекъснато се произвеждат в костния мозък, защото животът им е много кратък. Червените кръвни клетки, тромбоцитите и трите вида бели кръвни клетки (гранулоцити, лимфоцити и моноцити) произлизат от една единствена клетка-предок - мултипотентната стволова клетка. (Снимка: Astrid & Hanns-Frieder Michler/Science Photo Library, P234/0030)

Липсата на разбиране на взаимодействието между хематопоетичните стволови клетки и имунната система на реципиента обаче значително усложнява както изследванията на стволовите клетки, така и развитието на практическата трансплантология. Съществува значителен риск трансплантираните клетки да не бъдат приети от организма гостоприемник, т.е. новите клетки да бъдат отхвърлени от неговата имунна система. Сред основните проблеми на алогенната трансплантация са ниското ниво на присаждане на донорските присадки и високият риск от развитие на животозастрашаваща реакция на присадката срещу гостоприемника. Трансплантацията на пречистени алогенни HSCs намалява риска от последното, но води до намаляване на присаждането.

Въпреки че учените знаят някои от причините за подобни неуспехи, много въпроси остават без отговор. „Решаването на тези проблеми ще допринесе за разбирането на имунологията на хематопоетичните стволови клетки и други стволови клетки и значително ще подобри практическата трансплантация“, каза ръководителят на изследването д-р Ченг Ченг Джанг.

Д-р Джанг и колегите му вече са показали, че човешки и миши хематопоетични стволови клетки (HSCs) могат да бъдат успешно култивирани в лаборатория и след това използвани за трансплантация. В същото време се наблюдават определени промени в много протеини, експресирани на повърхността на такива клетки. Учените се интересували дали подобно „извънтелесно преживяване“ може да промени и функционалните свойства на HSCs и да ги направи по-подходящи за трансплантация.

Трансплантолозите са особено заинтересовани от клинично значими алогенни трансплантации, които са трансплантации между генетично различни индивиди, включително братя и сестри и несвързани двойки донор/реципиент. Групата на д-р Джанг трансплантира както прясно изолирани, така и лабораторно отгледани HSCs в мишки и установи, че клетки, които са били в лабораторията около седмица, са значително по-малко склонни да повлияят на имунната система на реципиента. Ex vivo култивираните миши хематопоетични стволови клетки успешно преминават бариерата на главния комплекс за хистосъвместимост и заселват костния мозък на алогенни мишки реципиенти. Използвайки осемдневна култура, алографтите са успели да се присадят 40 пъти повече.

Изследователите решили да проучат по-подробно механизма, лежащ в основата на този ефект, и установили, че както увеличаването на броя на HSC, така и индуцираното от културата увеличение на експресията на специфичния инхибитор на имунната система CD274 (B7-H1 или PD-L1) върху клетъчната повърхност допринасят за това увеличение.

„Тази работа би трябвало да хвърли нова светлина върху имунологията на хематопоетичните стволови клетки и други стволови клетки и може да доведе до разработването на нови стратегии за успешна алогенна трансплантация“, заключи д-р Джан. „Възможността за размножаване на човешки HSCs от донори в култура и трансплантирането им на хора, генетично отдалечени от донорите, като същевременно се избягва развитието на болестта „присадка срещу гостоприемник“, ще реши основен проблем в тази област.“

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]