Культивирование стволовых клеток в лаборатории позволит преодолеть иммунное отторжение органов
Последняя редакция: 23.04.2024
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Исследование ученых из Юго-Западного медицинского центра Техасского университета (University of Texas), только что опубликованное издательством Cell Press в журнале Cell Stem Cell, может помочь в разработке более перспективных терапевтических стратегий трансплантации гемопоэтических стволовых клеток. Предварительное культивирование этих клеток в лаборатории в течение примерно недели, возможно, позволит преодолеть одно из самых сложных препятствий на пути к успешной трансплантации – иммунное отторжение.
Гемопоэтические стволовые клетки (hematopoietic stem cells, HSCs) – клетки, дающие начало всем типам клеток крови. Трансплантация гемопоэтических клеток используется для лечения лейкемии, лимфомы и других типов рака, а также аутоиммунных заболеваний.
Костный мозг. Световая микрофотография стволовых клеток, дающих начало клеткам крови. Белые клетки крови – большие, фиолетовые, красные клетки крови – бледные, тромбоциты – маленькие фиолетовые гранулы. Клетки крови постоянно образуются в костном мозге, так как срок их жизни очень короток. Красные клетки, тромбоциты и все три вида белых клеток (гранулоциты, лимфоциты и моноциты) происходят от одной предковой клетки – мультипотентной стволовой клетки. (Фото: Astrid & Hanns-Frieder Michler/Science Photo Library, P234/0030)
Однако отсутствие понимания взаимодействия между гемопоэтическими стволовыми клетками и иммунной системой организма реципиента сильно затрудняет как исследование стволовых клеток, так и развитие практической трансплантологии. Существует значительный риск того, что пересаженные клетки не будут приняты организмом-хозяином, то есть новые клетки будут отторгнуты его иммунной системой. Среди основных проблем аллогенной трансплантации – низкий уровень приживления донорских трансплантатов и высокий риск развития угрожающей жизни болезни «трансплантат против хозяина». Трансплантация очищенных аллогенных ГСК снижает риск последней, но приводит к снижению приживления.
Хотя ученым известны некоторые из причин подобных неудач, многие вопросы остаются без ответа. «Решение этих проблем будет способствовать пониманию иммунологии кроветворных стволовых клеток и других стволовых клеток и значительному прогрессу в практической трансплантологии», - уверен руководитель исследования доктор Чен Чен Чжан (Cheng Cheng Zhang).
Доктор Чжан и его коллеги уже доказали, что гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) человека и мыши можно успешно выращивать в лаборатории, а затем использовать для трансплантации. При этом во многих белках, экспрессирующихся на поверхности таких клеток, наблюдаются определенные изменения. Ученых заинтересовало, может ли такой «внетелесный опыт» изменить и функциональные свойства ГСК и сделать их более пригодными для трансплантации.
Трансплантологи особенно заинтересованы в клинически значимых аллогенных трансплантациях, то есть трансплантациях между генетически различными индивидуумами, включая родных братьев и сестер и не связанные родством пары донор/реципиент. Группа доктора Чжана пересаживала мышам как только что выделенные ГСК, так и ГСК, выращенные в лаборатории, и установила, что клетки, которые «провели» в лаборатории примерно неделю, значительно реже вступают в конфликт с иммунной системой организма реципиента. Выращенные ex vivo мышиные гемопоэтические стволовые клетки успешно преодолевают барьер главного комплекса гистосовместимости и заселяют костный мозг аллогенных мышей-реципиентов. Использование восьмидневной культуры приводит к 40-кратному повышению способности аллотрансплантатов к приживлению.
Исследователи решили изучить лежащий в основе этого эффекта механизм более подробно и установили, что вклад в это повышение вносят как увеличение числа ГСК, так и индуцированное культурой усиление экспрессии на поверхности клеток специфического ингибитора иммунной системы CD274 (B7-H1 или PD-L1).
«Эта работа должна пролить новый свет на понимание иммунологии гемопоэтических стволовых клеток и других стволовых клеток и может привести к разработке новых стратегий успешной аллогенной трансплантации», – подводит итоги исследования доктор Чжан. «Возможность размножать донорские человеческие ГСК в культуре и пересаживать их людям, генетически далеким от доноров, избегая при этом развития реакции «трансплантат против хозяина», станет решением основной проблемы в этой области».
[