Nove matične celice bi lahko "univerzalno presadili"
Presaditve so pogosto krizna točka, saj darovanih organov globalno primanjkuje, pa tudi zato, ker obstaja velika nevarnost, da bo telo prejemnika zavrnilo darovani organ ali presajeno tkivo. Nova vrsta "univerzalnih" izvornih celic bi lahko rešila nekatera od teh vprašanj.
Nedavna prizadevanja ekipe Univerze v Kaliforniji (UC) v San Franciscu so se raziskovalci osredotočili na gensko inženirstvo pluripotentnih izvornih celic, ki bi lahko zaobšle imunski odziv telesa in tako preprečile zavrnitev.
Doslej so znanstveniki, da bi obšli vprašanje pomanjkanja darovanega tkiva, ustvarili matične celice iz zrelih, popolnoma razvitih celic, ki jih zberejo od iste osebe, ki potrebuje presaditev. Te imenujejo "inducirane pluripotentne matične celice" (iPSC).
Z iPSC-ji znanstveniki upajo, da bodo zmanjšali možnosti, da telo zavrne te celice - ki se bodo kasneje specializirale in stopile v svojo novo vlogo -, saj imunski sistem prejemnika ponavadi donorsko tkivo "označi" kot potencialnega patogena in deluje proti njemu.
Vendar je bila tudi ta pot polna številnih ovir in presenetljivo je, da se celo matične celice, ki so jih strokovnjaki izdelali iz lastnih celic, redno zavračajo.
Poleg tega je procese iPSC težko izvesti, še težje pa je reproducirati uspešne poskuse.
»Pri tehnologiji iPSC je veliko težav, največja ovira pa sta nadzor kakovosti in obnovljivost. Ne vemo, zaradi česar so nekatere celice primerne za reprogramiranje, vendar se večina znanstvenikov strinja, da tega še ni mogoče zanesljivo izvesti, «ugotavlja dr. Tobias Deuse, vodilni avtor novega študijskega prispevka, objavljenega v reviji Narava Biotehnologija.
"Večina pristopov k individualiziranim iPSC terapijam je bila zaradi tega opuščena," poudarja dr. Deuse.
Zdaj znanstveniki UC San Francisco prvič verjamejo, da so morda našli rešitev z drugačnim pristopom, ki ustvarja nove, "univerzalne" matične celice, ki so pluripotentne. To pomeni, da se lahko diferencirajo v katero koli specializirano celico - in ne bodo sprožili imunskega odziva telesa sprejemnika.
Izdelava popolnih izvornih celic
"Znanstveniki pogosto oglašujejo terapevtski potencial pluripotentnih matičnih celic, ki lahko dozorijo v katero koli odraslo tkivo, vendar je imunski sistem glavna ovira za varno in učinkovito zdravljenje matičnih celic," pojasnjuje dr. Deuse.
Poleg tega, kot dodaja starejša avtorica dr. Sonja Schrepfer, čeprav »lahko dajemo zdravila, ki zavirajo imunsko aktivnost in zmanjšajo verjetnost zavrnitve, […] ti imunosupresivi pustijo bolnike bolj dovzetne za okužbe in raka.«
Da bi poskušali odpraviti te pomanjkljivosti, je ekipa UC San Francisco uporabila tehniko urejanja genov, ki jo imenujejo CRISPR-Cas9, in spremenila aktivnost kar treh genov, da bi nove matične celice "zaščitila" pred imunskim sistemom in omogočila telo, da jih lažje sprejme.
Raziskovalci so te na novo spremenjene izvorne celice preizkusili v modelih miši, ki so jih zasnovali za simulacijo teles prejemnikov s težnjo zavrnitve presaditev - značilnost, ki jo imenujejo "neskladnost histokompatibilnosti" - in s popolnoma delujočim imunskim sistemom.
"To je prvič, da je kdo izdelal celice, ki jih je mogoče univerzalno presaditi in lahko preživijo pri imunsko kompetentnih prejemnikih, ne da bi povzročili imunski odziv," pravi dr. Deuse.
Natančneje, ekipa je začela svoj postopek inženiringa matičnih celic z izbrisom dveh genov, ki nadzorujeta aktivnost nabora proteinov - glavnega kompleksa histokompatibilnosti (MHC) razreda I in II - ki pošiljata signale imunskemu sistemu in lahko sprožita imunski sistem odziv.
Ta prvi korak je bil intuitiven - celice brez genov, ki kodirajo proteine MHC, ne morejo oddajati signala, ki jih imunskemu sistemu "označi" kot "tujke".
Vendar take celice nato ne dobijo "brezplačne karte". Nasprotno, postanejo tarče vrste specializiranih imunskih celic, ki jih znanstveniki imenujejo naravne celice ubijalke (NK).
„Izdelek, ki se lahko uporablja univerzalno“
Ko so raziskovalci preučili načine blokiranja NK celic pred napadom na matične celice, so ugotovili, da lahko tudi drugi protein na površini celic - CD47 - ki običajno zadržuje druge imunske celice, zavira NK.
Laboratorijska in in vivo dela so potrdila, da je CD47 odgovoril na odganjanje NK celic. Spodbujeni s temi uspehi je raziskovalna skupina nato presadila nove matične celice - z dvema utišanima in enim izboljšanim genom - v posebej izdelane miši, ki so imele elemente človeškega imunskega sistema za simulacijo imunskega odziva pri ljudeh. Te presaditve so bile uspešne in telesa glodalcev niso zavrnile novih celic.
Nazadnje je ekipa šla še korak dlje in nagovorila nove pluripotentne matične celice, da so se specializirale za različne vrste srčnih celic. Še enkrat so nastale celice presadili v miši s človeškim imunskim sistemom.
Raziskovalci poročajo, da so tudi ti poskusi uspeli, saj so nove srčne celice dolgo preživele in so se oblikovale v preproste krvne žile in tkivo srčne mišice.
Skupina trdi, da vse te ugotovitve kažejo, da bi lahko zdravniki takšne matične celice sčasoma uporabili pri zdravljenju ljudi.
"Naša tehnika rešuje problem zavrnitve izvornih celic in tkiv, pridobljenih iz matičnih celic, in predstavlja velik napredek na področju terapije z matičnimi celicami," poudarja dr. Deuse.
»Naša tehnika lahko koristi širšemu krogu ljudi s proizvodnimi stroški, ki so veliko nižji od katerega koli individualiziranega pristopa. Celice moramo izdelati le enkrat in ostane nam izdelek, ki ga lahko uporabimo univerzalno. "
Dr. Tobias Deuse
