Ang pag-kultura ng mga stem cell sa lab ay malalampasan ang immune rejection ng mga organo

Ang isang pag-aaral ng mga mananaliksik sa University of Texas Southwestern Medical Center, na inilathala lamang ng Cell Press sa journal na Cell Stem Cell, ay maaaring makatulong na bumuo ng higit pang mga promising therapeutic na estratehiya para sa hematopoietic stem cell transplantation. Ang paunang paglilinang ng mga cell na ito sa lab sa loob ng humigit-kumulang isang linggo ay maaaring makatulong na malampasan ang isa sa pinakamahirap na hadlang sa matagumpay na paglipat: immune rejection.

Ang mga hematopoietic stem cell (HSCs) ay ang mga selula na nagdudulot ng lahat ng uri ng mga selula ng dugo. Ang mga hematopoietic cell transplant ay ginagamit upang gamutin ang leukemia, lymphoma, at iba pang mga kanser, pati na rin ang mga sakit na autoimmune.

Utak ng buto. Banayad na micrograph ng mga stem cell na nagdudulot ng mga selula ng dugo. Ang mga puting selula ng dugo ay malaki at lila, ang mga pulang selula ng dugo ay maputla, at ang mga platelet ay maliliit na mga butil ng lila. Ang mga selula ng dugo ay patuloy na ginagawa sa bone marrow dahil napakaikli ng kanilang buhay. Ang mga pulang selula, platelet, at lahat ng tatlong uri ng mga puting selula (granulocytes, lymphocytes, at monocytes) ay lahat ay nagmula sa iisang ancestral cell, ang multipotent stem cell. (Larawan: Astrid at Hanns-Frieder Michler/Science Photo Library, P234/0030)

Gayunpaman, ang kakulangan ng pag-unawa sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng hematopoietic stem cell at immune system ng tatanggap ay lubos na nagpapalubha sa parehong stem cell research at sa pagbuo ng praktikal na transplantology. May malaking panganib na ang mga inilipat na selula ay hindi tatanggapin ng host organism, ibig sabihin, ang mga bagong selula ay tatanggihan ng immune system nito. Kabilang sa mga pangunahing problema ng allogeneic transplantation ay ang mababang antas ng engraftment ng donor grafts at ang mataas na panganib na magkaroon ng nakamamatay na graft-versus-host disease. Ang paglipat ng purified allogeneic HSCs ay binabawasan ang panganib ng huli, ngunit humahantong sa pagbawas sa engraftment.

Bagama't alam ng mga siyentipiko ang ilan sa mga dahilan para sa gayong mga pagkabigo, maraming mga katanungan ang nananatiling hindi nasasagot. "Ang paglutas sa mga problemang ito ay makakatulong sa pag-unawa sa immunology ng hematopoietic stem cell at iba pang stem cell at makabuluhang isulong ang praktikal na paglipat," sabi ng pinuno ng pag-aaral na si Dr. Cheng Cheng Zhang.

Ipinakita na ni Dr. Zhang at ng kanyang mga kasamahan na ang mga human at mouse hematopoietic stem cell (HSCs) ay maaaring matagumpay na mapalago sa laboratoryo at pagkatapos ay magamit para sa paglipat. Kasabay nito, ang ilang mga pagbabago ay sinusunod sa maraming mga protina na ipinahayag sa ibabaw ng naturang mga cell. Interesado ang mga siyentipiko kung ang ganitong "karanasan sa labas ng katawan" ay maaari ding magbago ng mga functional na katangian ng HSC at gawing mas angkop ang mga ito para sa paglipat.

Ang mga transplantologist ay partikular na interesado sa mga klinikal na nauugnay na allogeneic transplant, na mga transplant sa pagitan ng mga indibidwal na magkakaibang genetic, kabilang ang mga kapatid at hindi nauugnay na mga pares ng donor/tatanggap. Ang grupo ni Dr. Zhang ay nag-transplant ng parehong bagong hiwalay at lab-grown na HSC sa mga daga at nalaman na ang mga cell na nasa lab nang halos isang linggo ay mas maliit ang posibilidad na makagambala sa immune system ng tatanggap. Matagumpay na nalampasan ng ex vivo cultured mouse hematopoietic stem cell ang pangunahing histocompatibility complex barrier at na-populate ang bone marrow ng allogeneic recipient mice. Gamit ang isang walong araw na kultura, ang mga allografts ay nakapag-engraft ng 40-fold.

Nagpasya ang mga mananaliksik na pag-aralan ang mekanismo na pinagbabatayan ng epekto na ito nang mas detalyado at natagpuan na ang parehong pagtaas sa bilang ng mga HSC at ang pagtaas ng kultura na sapilitan sa pagpapahayag ng tiyak na immune system inhibitor CD274 (B7-H1 o PD-L1) sa ibabaw ng cell ay nag-ambag sa pagtaas na ito.

"Ang gawaing ito ay dapat magbigay ng bagong liwanag sa immunology ng hematopoietic stem cell at iba pang stem cell at maaaring humantong sa pagbuo ng mga bagong estratehiya para sa matagumpay na allogeneic transplantation," pagtatapos ni Dr. Zhang. "Ang kakayahang palawakin ang mga donor na HSC ng tao sa kultura at i-transplant ang mga ito sa mga taong genetically na malayo sa mga donor, habang iniiwasan ang pag-unlad ng graft-versus-host disease, ay malulutas ang isang malaking problema sa larangan."

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]