Kamieninių ląstelių kultivavimas laboratorijoje padės įveikti imuninį organų atmetimą

Teksaso universiteto Pietvakarių medicinos centro tyrėjų atliktas tyrimas, kurį žurnale „Cell Press“ ką tik paskelbė žurnalas „Cell Stem Cell“, gali padėti sukurti perspektyvesnes kraujodaros kamieninių ląstelių transplantacijos terapines strategijas. Šių ląstelių išankstinis kultivavimas laboratorijoje maždaug savaitę gali padėti įveikti vieną iš sunkiausių sėkmingos transplantacijos kliūčių: imuninį atmetimą.

Hematopoetinės kamieninės ląstelės (HSC) yra ląstelės, iš kurių susidaro visų tipų kraujo ląstelės. Hematopoetinių ląstelių transplantacija naudojama leukemijai, limfomai ir kitiems vėžio tipams, taip pat autoimuninėms ligoms gydyti.

Kaulų čiulpai. Kamieninių ląstelių, iš kurių atsiranda kraujo ląstelės, mikrografija. Baltieji kraujo kūneliai yra dideli ir violetiniai, raudonieji kraujo kūneliai – blyškūs, o trombocitai – mažos violetinės granulės. Kraujo ląstelės kaulų čiulpuose nuolat gaminamos, nes jų gyvavimo trukmė yra tokia trumpa. Raudonieji kraujo kūneliai, trombocitai ir visų trijų tipų baltieji kraujo kūneliai (granulocitai, limfocitai ir monocitai) yra kilę iš vienos protėvinės ląstelės – multipotentinės kamieninės ląstelės. (Nuotrauka: Astrid & Hanns-Frieder Michler / Science Photo Library, P234/0030)

Tačiau nepakankamas hematopoetinių kamieninių ląstelių ir recipiento imuninės sistemos sąveikos supratimas labai apsunkina tiek kamieninių ląstelių tyrimus, tiek praktinės transplantologijos plėtrą. Yra didelė rizika, kad persodintos ląstelės nebus priimtos šeimininko organizmo, t. y. naująsias ląsteles atmes jo imuninė sistema. Tarp pagrindinių alogeninės transplantacijos problemų yra žemas donorinių transplantatų prigijimo lygis ir didelė gyvybei pavojingos transplantato prieš šeimininką ligos išsivystymo rizika. Išgrynintų alogeninių HSC transplantacija sumažina pastarosios riziką, tačiau lemia prigijimo sumažėjimą.

Nors mokslininkai žino kai kurias tokių nesėkmių priežastis, daugelis klausimų lieka neatsakyti. „Šių problemų sprendimas prisidės prie kraujodaros kamieninių ląstelių ir kitų kamieninių ląstelių imunologijos supratimo ir žymiai paspartins praktinę transplantaciją“, – teigė tyrimo vadovas dr. Cheng Cheng Zhang.

Dr. Zhang ir jo kolegos jau įrodė, kad žmogaus ir pelės kraujodaros kamienines ląsteles (HSC) galima sėkmingai auginti laboratorijoje ir vėliau panaudoti transplantacijai. Tuo pačiu metu stebimi tam tikri daugelio tokių ląstelių paviršiuje ekspresuojamų baltymų pokyčiai. Mokslininkai domėjosi, ar tokia „išėjimo iš kūno patirtis“ taip pat gali pakeisti HSC funkcines savybes ir padaryti jas tinkamesnes transplantacijai.

Transplantologus ypač domina kliniškai reikšmingos alogeninės transplantacijos, kurios atliekamos tarp genetiškai skirtingų asmenų, įskaitant brolius ir seseris bei nesusijusias donorų/recipientų poras. Dr. Zhango grupė persodino tiek šviežiai izoliuotas, tiek laboratorijoje užaugintas HSC į peles ir nustatė, kad ląstelės, kurios laboratorijoje buvo maždaug savaitę, žymiai rečiau trikdė recipiento imuninę sistemą. Ex vivo kultivuotos pelių kraujodaros kamieninės ląstelės sėkmingai perėjo pagrindinį audinių suderinamumo komplekso barjerą ir užpildė alogeninių recipientų pelių kaulų čiulpus. Naudojant aštuonių dienų kultūrą, alogeniniai transplantatai galėjo prigiti 40 kartų daugiau.

Tyrėjai nusprendė išsamiau ištirti šio poveikio mechanizmą ir nustatė, kad prie šio padidėjimo prisidėjo tiek HSC skaičiaus padidėjimas, tiek kultūros sukeltas specifinio imuninės sistemos inhibitoriaus CD274 (B7-H1 arba PD-L1) ekspresijos padidėjimas ląstelės paviršiuje.

„Šis darbas turėtų nušviesti naują požiūrį į hematopoetinių kamieninių ląstelių ir kitų kamieninių ląstelių imunologiją ir gali paskatinti kurti naujas sėkmingos alogeninės transplantacijos strategijas“, – padarė išvadą dr. Zhang. „Gebėjimas išplėsti donorinių žmogaus HSC kultūrą ir persodinti jas žmonėms, genetiškai nutolusiems nuo donorų, kartu išvengiant transplantato prieš šeimininką ligos išsivystymo, išspręs svarbią šios srities problemą.“

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]