Nove matične stanice mogle bi se 'univerzalno presaditi'
Transplantacije su često krizna točka, budući da globalno nedostaje doniranih organa, ali i zato što postoji visok rizik da će tijelo primatelja odbiti darovani organ ili transplantirano tkivo. Nova vrsta "univerzalnih" matičnih stanica mogla bi riješiti neka od ovih problema.
Nedavni napori tima Sveučilišta u Kaliforniji (UC), San Francisco, istraživači su se usredotočili na genetski inženjering pluripotentnih matičnih stanica koje bi mogle zaobići imunološki odgovor tijela i, na taj način, spriječiti odbacivanje.
Do sada, da bi zaobišli problem nedostatka doniranog tkiva, znanstvenici su stvorili matične stanice od zrelih, potpuno razvijenih stanica koje sakupljaju od iste osobe kojoj je potrebna transplantacija. Oni ih nazivaju "induciranim pluripotentnim matičnim stanicama" (iPSC).
Pomoću iPSC-a znanstvenici se nadaju da će minimalizirati šanse da tijelo odbaci ove stanice - koje će se kasnije specijalizirati i zakoračiti u svoju novu ulogu - jer imunološki sustav primatelja teži "označavanju" donatorskog tkiva kao potencijalnog patogena i djelovanju protiv njega.
Međutim, čak je i ovaj put ispunjen mnogim preprekama i, iznenađujuće, čak i matične stanice koje su stručnjaci stvorili od vlastitih stanica osobe redovito se suočavaju s odbacivanjem.
Štoviše, iPSC procese je teško izvoditi, a još je teže reproducirati uspješne pokušaje.
“Mnogo je problema s iPSC tehnologijom, ali najveće prepreke su kontrola kvalitete i ponovljivost. Ne znamo zbog čega su neke stanice podložne reprogramiranju, ali većina se znanstvenika slaže da se to još ne može pouzdano izvesti ", napominje dr. Tobias Deuse, vodeći autor na novom studijskom radu koji se pojavljuje u časopisu Biotehnologija prirode.
"Većina pristupa individualiziranim iPSC terapijama napušteni su zbog toga", ističe dr. Deuse.
Sada po prvi puta znanstvenici s UC San Francisca vjeruju da su možda pronašli rješenje zauzimajući drugačiji pristup koji stvara nove, "univerzalne" matične stanice koje su pluripotentne. To znači da se mogu diferencirati u bilo koju specializiranu stanicu - i neće pokrenuti imunološki odgovor tijela primatelja.
Stvaranje savršenih matičnih stanica
"Znanstvenici često izgovaraju terapeutski potencijal pluripotentnih matičnih stanica, koje mogu sazrijeti u bilo kojem tkivu odrasle osobe, ali imunološki sustav glavna je prepreka sigurnim i učinkovitim terapijama matičnim stanicama", objašnjava dr. Deuse.
Štoviše, kako dodaje viša autorica dr. Sonja Schrepfer, premda „možemo primjenjivati lijekove koji suzbijaju imunološku aktivnost i čine odbacivanje manje vjerojatnim, […] ovi imunosupresivi ostavljaju pacijente osjetljivijima na infekcije i rak.“
Kako bi pokušao prevladati ove nedostatke, tim UC San Francisco koristio je tehniku uređivanja gena koju nazivaju CRISPR-Cas9, a modificirali su aktivnost samo tri gena kako bi "zaštitili" nove matične stanice od imunološkog sustava i omogućili tijelo da ih lakše prihvati.
Istraživači su testirali ove novoizmijenjene matične stanice na modelima miša koje su napravili kako bi simulirali tijela primatelja s tendencijom odbijanja transplantacija - karakteristike koju nazivaju "neusklađenost histokompatibilnosti" - i s potpuno funkcionalnim imunološkim sustavom.
"Ovo je prvi put da netko konstruira stanice koje se mogu univerzalno transplantirati i mogu preživjeti kod imunokompetentnih primatelja bez izazivanja imunološkog odgovora", kaže dr. Deuse.
Preciznije, tim je započeo svoj postupak inženjeringa matičnih stanica brisanjem dva gena koji kontroliraju aktivnost niza proteina - glavnog kompleksa histokompatibilnosti (MHC) klase I i II - koji šalju signale imunološkom sustavu i mogu pokrenuti imunološki sustav odgovor.
Ovaj prvi korak bio je intuitivan - stanice bez gena koji kodiraju MHC proteine ne mogu emitirati signal koji ih "označava" kao "strane agense" imunološkom sustavu.
Međutim, takve stanice tada ne dobivaju "besplatnu propusnicu". Suprotno tome, postaju ciljevi vrste specijaliziranih imunoloških stanica koje znanstvenici nazivaju prirodnim ubojicama (NK).
'Proizvod koji se može univerzalno primijeniti'
Kada su istraživači istražili načine blokiranja NK stanica da napadaju matične stanice, otkrili su da još jedan površinski protein stanice - CD47 - koji inače drži druge imunološke stanice u blizini, također može inhibirati NK.
Laboratorijski i in vivo rad potvrdili su da je CD47 imao odgovor na odbijanje NK stanica. Potaknuti tim uspjesima, istraživački tim potom je presadio nove matične stanice - s dva prigušena i jednim pojačanim genom - u posebno konstruirane miševe koji su imali elemente ljudskog imunološkog sustava za simulaciju imunološkog odgovora kod ljudi. Te su transplantacije bile uspješne, a tijela glodavaca nisu odbacivala nove stanice.
Napokon, tim je otišao korak dalje, nagovarajući nove pluripotentne matične stanice da se specijaliziraju za različite vrste srčanih stanica. Još jednom su presadili rezultirajuće stanice miševima s imunološkim sustavom sličnim čovjeku.
Istraživači izvještavaju da su i ovi eksperimenti uspjeli, jer su nove stanice srca dugo preživjele, a formirale su se u jednostavne krvne žile i tkivo srčanog mišića.
Svi ovi nalazi, tvrdi tim, sugeriraju da bi liječnici na kraju mogli koristiti takve matične stanice prilikom liječenja ljudi.
"Naša tehnika rješava problem odbacivanja matičnih stanica i tkiva izvedenih iz matičnih stanica i predstavlja velik napredak u polju terapije matičnim stanicama", naglašava dr. Deuse.
„Naša tehnika može koristiti širem krugu ljudi s proizvodnim troškovima koji su daleko niži od bilo kojeg individualiziranog pristupa. Moramo samo jednom izraditi svoje stanice i preostaje nam proizvod koji se može univerzalno primijeniti. "
Dr. Tobias Deuse
