Gojenje matičnih celic v laboratoriju bo premagalo imunsko zavrnitev organov

Študija raziskovalcev z Medicinskega centra Univerze v Teksasu Southwestern, ki jo je pravkar objavila revija Cell Press in Cell Stem Cell, bi lahko pomagala razviti bolj obetavne terapevtske strategije za presaditev hematopoetskih matičnih celic. Predhodno gojenje teh celic v laboratoriju približno en teden bi lahko pomagalo premagati eno najtežjih ovir za uspešno presaditev: imunsko zavrnitev.

Hematopoetske matične celice (HSC) so celice, iz katerih nastajajo vse vrste krvnih celic. Presaditve hematopoetskih celic se uporabljajo za zdravljenje levkemije, limfoma in drugih vrst raka, pa tudi avtoimunskih bolezni.

Kostni mozeg. Svetlobna mikrografija matičnih celic, iz katerih nastanejo krvne celice. Bele krvničke so velike in vijolične, rdeče krvničke so blede, trombociti pa so majhne vijolične granule. Krvne celice se v kostnem mozgu nenehno proizvajajo, ker je njihova življenjska doba tako kratka. Rdeče krvničke, trombociti in vse tri vrste belih krvničk (granulociti, limfociti in monociti) izvirajo iz ene same predniške celice, multipotentne matične celice. (Foto: Astrid & Hanns-Frieder Michler/Science Photo Library, P234/0030)

Vendar pa pomanjkanje razumevanja interakcije med hematopoetskimi matičnimi celicami in imunskim sistemom prejemnika močno otežuje tako raziskave matičnih celic kot razvoj praktične transplantologije. Obstaja veliko tveganje, da gostiteljski organizem ne bo sprejel presajenih celic, tj. da bo njegov imunski sistem zavrnil nove celice. Med glavnimi težavami alogenske presaditve sta nizka stopnja prijema donorskih presadkov in visoko tveganje za razvoj življenjsko nevarne bolezni presadka proti gostitelju. Presaditev prečiščenih alogenskih HSC zmanjša tveganje za slednje, vendar vodi do zmanjšanja prijema.

Čeprav znanstveniki poznajo nekatere razloge za takšne neuspehe, mnoga vprašanja ostajajo neodgovorjena. »Reševanje teh težav bo prispevalo k razumevanju imunologije hematopoetskih matičnih celic in drugih matičnih celic ter bo znatno izboljšalo praktično presaditev,« je dejal vodja študije dr. Cheng Cheng Zhang.

Dr. Zhang in njegovi kolegi so že pokazali, da je mogoče človeške in mišje hematopoetske matične celice (HSC) uspešno gojiti v laboratoriju in jih nato uporabiti za presaditev. Hkrati so opazili določene spremembe v številnih beljakovinah, izraženih na površini takšnih celic. Znanstvenike je zanimalo, ali bi takšna »zunajtelesna izkušnja« lahko spremenila tudi funkcionalne lastnosti HSC in jih naredila primernejše za presaditev.

Transplantologe še posebej zanimajo klinično pomembne alogenske presaditve, ki so presaditve med genetsko različnimi posamezniki, vključno s sorojenci in nesorodnimi pari darovalcev/prejemnikov. Skupina dr. Zhanga je mišim presadila tako sveže izolirane kot laboratorijsko vzgojene HSC in ugotovila, da je pri celicah, ki so bile v laboratoriju približno en teden, bistveno manj verjetno, da bodo motile imunski sistem prejemnika. Ex vivo gojene mišje hematopoetske matične celice so uspešno prečkale pregrado glavnega kompleksa histokompatibilnosti in naselile kostni mozeg alogenskih prejemnih miši. Z osemdnevno kulturo so se alogenski presadki lahko primili 40-krat pogosteje.

Raziskovalci so se odločili, da bodo podrobneje preučili mehanizem, na katerem temelji ta učinek, in ugotovili, da sta k temu povečanju prispevala tako povečanje števila HSC kot tudi s kulturo povzročeno povečanje izražanja specifičnega zaviralca imunskega sistema CD274 (B7-H1 ali PD-L1) na površini celic.

»To delo bi moralo osvetliti imunologijo hematopoetskih in drugih matičnih celic ter bi lahko vodilo do razvoja novih strategij za uspešno alogensko presaditev,« je zaključil dr. Zhang. »Zmožnost širjenja človeških HSC darovalcev v kulturi in njihove presaditve ljudem, ki so genetsko oddaljeni od darovalcev, hkrati pa se izognemo razvoju bolezni presadka proti gostitelju, bo rešila velik problem na tem področju.«

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]