Cultivarea celulelor stem în laborator va depăși respingerea imună a organelor

Un studiu realizat de cercetătorii de la Centrul Medical Southwestern al Universității din Texas, publicat recent de Cell Press în revista Cell Stem Cell, ar putea ajuta la dezvoltarea unor strategii terapeutice mai promițătoare pentru transplantul de celule stem hematopoietice. Pre-cultivarea acestor celule în laborator timp de aproximativ o săptămână ar putea ajuta la depășirea unuia dintre cele mai dificile obstacole în calea succesului transplantului: respingerea imună.

Celulele stem hematopoietice (HSC) sunt celulele care dau naștere tuturor tipurilor de celule sanguine. Transplanturile de celule hematopoietice sunt utilizate pentru a trata leucemia, limfomul și alte tipuri de cancer, precum și bolile autoimune.

Măduvă osoasă. Micrografie optică a celulelor stem care dau naștere celulelor sanguine. Leucocitele sunt mari și violete, leucocitele sunt palide, iar trombocitele sunt granule mici, violete. Celulele sanguine sunt produse continuu în măduva osoasă deoarece durata lor de viață este atât de scurtă. Celulele roșii, trombocitele și toate cele trei tipuri de leucocite (granulocite, limfocite și monocite) provin dintr-o singură celulă ancestrală, celula stem multipotentă. (Foto: Astrid & Hanns-Frieder Michler/Science Photo Library, P234/0030)

Cu toate acestea, lipsa de înțelegere a interacțiunii dintre celulele stem hematopoietice și sistemul imunitar al receptorului complică foarte mult atât cercetarea celulelor stem, cât și dezvoltarea transplantologiei practice. Există un risc semnificativ ca celulele transplantate să nu fie acceptate de organismul gazdă, adică noile celule să fie respinse de sistemul său imunitar. Printre principalele probleme ale transplantului alogen se numără nivelul scăzut de grefare a grefelor donatorului și riscul ridicat de a dezvolta boala grefă-contra-gazdă, care pune viața în pericol. Transplantul de HSC-uri alogene purificate reduce riscul acesteia din urmă, dar duce la o scădere a grefării.

Deși oamenii de știință cunosc unele dintre motivele unor astfel de eșecuri, multe întrebări rămân fără răspuns. „Rezolvarea acestor probleme va contribui la înțelegerea imunologiei celulelor stem hematopoietice și a altor celule stem și va face progrese semnificative în practică în ceea ce privește transplantul”, a declarat conducătorul studiului, Dr. Cheng Cheng Zhang.

Dr. Zhang și colegii săi au demonstrat deja că celulele stem hematopoietice (HSC) umane și de șoarece pot fi cultivate cu succes în laborator și apoi utilizate pentru transplant. În același timp, se observă anumite modificări în multe proteine exprimate pe suprafața acestor celule. Oamenii de știință au fost interesați să afle dacă o astfel de „experiență extracorporală” ar putea schimba, de asemenea, proprietățile funcționale ale HSC-urilor și le-ar putea face mai potrivite pentru transplant.

Transplantologii sunt interesați în special de transplanturile alogene relevante clinic, care sunt transplanturi între indivizi genetic diferiți, inclusiv frați și perechi donator/receptor fără legătură de rudenie. Grupul Dr. Zhang a transplantat HSC-uri atât proaspăt izolate, cât și crescute în laborator la șoareci și a descoperit că celulele care au stat în laborator timp de aproximativ o săptămână erau semnificativ mai puțin susceptibile de a interfera cu sistemul imunitar al receptorului. Celulele stem hematopoietice de șoarece cultivate ex vivo au traversat cu succes bariera complexului major de histocompatibilitate și au populat măduva osoasă a șoarecilor receptori alogeni. Folosind o cultură de opt zile, alogrefele au reușit să se grefeze de 40 de ori.

Cercetătorii au decis să studieze mai detaliat mecanismul care stă la baza acestui efect și au descoperit că atât creșterea numărului de HSC-uri, cât și creșterea indusă de cultură a expresiei inhibitorului specific al sistemului imunitar CD274 (B7-H1 sau PD-L1) pe suprafața celulei au contribuit la această creștere.

„Această lucrare ar trebui să ofere o nouă perspectivă asupra imunologiei celulelor stem hematopoietice și a altor celule stem și ar putea duce la dezvoltarea de noi strategii pentru transplantul alogen de succes”, a concluzionat dr. Zhang. „Capacitatea de a extinde HSC-urile umane de la donatori în cultură și de a le transplanta la persoane genetic îndepărtate de donatori, evitând în același timp dezvoltarea bolii grefă-contra-gazdă, va rezolva o problemă majoră în domeniu.”

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]