Cilmes šūnu kultivēšana laboratorijā palīdzēs pārvarēt orgānu imūno atmešanu

Teksasas Universitātes Dienvidrietumu medicīnas centra pētnieku pētījums, ko tikko publicējis Cell Press žurnālā Cell Stem Cell, varētu palīdzēt izstrādāt daudzsološākas terapeitiskās stratēģijas hematopoētisko cilmes šūnu transplantācijai. Šo šūnu iepriekšēja kultivēšana laboratorijā aptuveni nedēļu var palīdzēt pārvarēt vienu no grūtākajiem šķēršļiem veiksmīgai transplantācijai: imūnsistēmas atgrūšanu.

Hematopoētiskās cilmes šūnas (HSC) ir šūnas, kas rada visu veidu asins šūnas. Hematopoētisko šūnu transplantācijas tiek izmantotas leikēmijas, limfomas un citu vēža veidu, kā arī autoimūnu slimību ārstēšanai.

Kaulu smadzenes. Cilmes šūnu, no kurām veidojas asins šūnas, mikroattēls. Leikocīti ir lieli un violeti, eritrocīti ir gaiši, un trombocīti ir mazi violeti granulas. Asins šūnas kaulu smadzenēs tiek ražotas nepārtraukti, jo to dzīves ilgums ir tik īss. Eritrocīti, trombocīti un visi trīs leikocītu veidi (granulocīti, limfocīti un monocīti) visi rodas no vienas senču šūnas – multipotentās cilmes šūnas. (Foto: Astrīda un Hanss-Frīdere Mihlere/Science Photo Library, P234/0030)

Tomēr hematopoētisko cilmes šūnu un recipienta imūnsistēmas mijiedarbības neizpratne ievērojami sarežģī gan cilmes šūnu izpēti, gan praktiskas transplantoloģijas attīstību. Pastāv ievērojams risks, ka transplantētās šūnas saimniekorganisms nepieņems, t. i., tā imūnsistēma atgrūdīs jaunās šūnas. Starp galvenajām allogēnās transplantācijas problēmām ir donoru transplantātu zemais iesakņošanās līmenis un augstais dzīvībai bīstamas transplantāta pret saimnieka slimības attīstības risks. Attīrītu allogēnu HSC transplantācija samazina pēdējās risku, bet noved pie iesakņošanās samazināšanās.

Lai gan zinātnieki zina dažus šādu neveiksmju iemeslus, daudzi jautājumi joprojām nav atbildēti. "Šo problēmu risināšana veicinās hematopoētisko cilmes šūnu un citu cilmes šūnu imunoloģijas izpratni un ievērojami veicinās praktisko transplantāciju," sacīja pētījuma vadītājs Dr. Čens Čens Džans.

Dr. Džans un viņa kolēģi jau ir pierādījuši, ka cilvēka un peles hematopoētiskās cilmes šūnas (HSC) var veiksmīgi audzēt laboratorijā un pēc tam izmantot transplantācijai. Tajā pašā laikā daudzos proteīnos, kas ekspresēti uz šādu šūnu virsmas, tiek novērotas noteiktas izmaiņas. Zinātniekus interesēja, vai šāda "ārpusķermeņa pieredze" varētu mainīt arī HSC funkcionālās īpašības un padarīt tās piemērotākas transplantācijai.

Transplantologus īpaši interesē klīniski nozīmīgas allogēnas transplantācijas, kas ir transplantācijas starp ģenētiski atšķirīgiem indivīdiem, tostarp brāļiem un māsām, un nesaistītiem donoru/recipientu pāriem. Dr. Džana grupa transplantēja gan svaigi izolētas, gan laboratorijā audzētas HSC pelēm un atklāja, ka šūnas, kas laboratorijā atradās apmēram nedēļu, ievērojami mazāk ietekmēja recipienta imūnsistēmu. Ex vivo kultivētas peļu hematopoētiskās cilmes šūnas veiksmīgi šķērsoja galveno histokompatibilitātes kompleksa barjeru un apdzīvoja allogēnu recipientpeļu kaulu smadzenes. Izmantojot astoņu dienu kultūru, allogēnie transplantāti spēja iesakņoties 40 reizes.

Pētnieki nolēma sīkāk izpētīt šī efekta pamatā esošo mehānismu un atklāja, ka gan HSC skaita palielināšanās, gan kultūras izraisītais specifiskā imūnsistēmas inhibitora CD274 (B7-H1 vai PD-L1) ekspresijas pieaugums uz šūnu virsmas veicināja šo pieaugumu.

“Šim darbam vajadzētu sniegt jaunu ieskatu hematopoētisko cilmes šūnu un citu cilmes šūnu imunoloģijā un varētu novest pie jaunu stratēģiju izstrādes veiksmīgai allogēnai transplantācijai,” secināja Dr. Džans. “Spēja paplašināt donoru cilvēka HSC kultūrā un transplantēt tās cilvēkiem, kas ģenētiski atrodas tālu no donoriem, vienlaikus izvairoties no transplantāta pret saimnieka slimības attīstības, atrisinās nopietnu problēmu šajā jomā.”

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]