Bezpieczniejszy sposób na transplantacje szpiku kostnego

Przeszczepianie komórek macierzystych krwi, szeroko znane jako przeszczep szpiku kostnego, jest potężną techniką, która potencjalnie może zapewnić trwające całe życie leczenie różnych chorób. Ale procedura jest tak toksyczna, że ​​obecnie stosuje się ją tylko w najbardziej krytycznych przypadkach.

Teraz naukowcy ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanforda opracowali metodę prowadzenia terapii, która u myszy dramatycznie obniża jej toksyczność. Jeśli metoda ostatecznie okaże się bezpieczna i skuteczna u ludzi, potencjalnie może być stosowana do leczenia chorób autoimmunologicznych, takich jak toczeń, młodzieńcza cukrzyca i stwardnienie rozsiane; naprawianie wrodzonych zaburzeń metabolicznych, takich jak choroba "bąbelków"; i leczyć wiele innych rodzajów raka, a także czynić przeszczepy narządów bezpieczniejszymi i skuteczniejszymi.

"Nie ma prawie żadnej kategorii chorób ani przeszczepów narządów, na które nie mają wpływu te badania" - powiedział Irving Weissman, MD, współautor badań i profesor patologii i biologii rozwojowej w Stanford. Praca opisująca technikę została opublikowana 10 sierpnia w Science Translational Medicine.

Głównym autorem artykułu jest Judith Shizuru, doktor nauk medycznych, profesor medycyny. Głównymi autorami są pracownicy naukowi Akanksha Chhabra, Ph.D .; były absolwent Aaron Ring, doktor nauk medycznych, który jest teraz na wydziale w Yale; oraz Kipp Weiskopf, doktor nauk medycznych, były doktorant, który obecnie jest rezydentem w Brigham and Women's Hospital.

Trujące traktowanie

Aby pomyślnie przeszczepić komórki macierzyste krwi, należy zabić własną populację komórek macierzystych pacjenta. Obecnie odbywa się to przy użyciu chemioterapii lub radioterapii, metod leczenia, które są wystarczająco toksyczne, aby uszkodzić różne narządy, a nawet doprowadzić do śmierci.

"Chemioterapia i promieniowanie stosowane w transplantologii uszkadzają DNA i mogą powodować zarówno natychmiastowe problemy, jak i długotrwałe uszkodzenia wielu tkanek w ciele" - powiedział Shizuru. "Wśród wielu znanych toksycznych działań niepożądanych terapie te mogą powodować uszkodzenie wątroby, narządów rozrodczych i mózgu, potencjalnie powodując drgawki i upośledzając rozwój neurologiczny i wzrost u dzieci." Z tych powodów przeszczep komórek macierzystych krwi jest stosowany tylko wtedy, gdy ryzyko poważnej choroby przewyższają komplikacje po transplantacji.

Aby uniknąć tych okropnych skutków ubocznych, naukowcy z Uniwersytetu Stanforda skomponowali symfonię instrumentów biologicznych, które oczyszczają drogę do przeszczepiania komórek macierzystych krwi bez stosowania chemioterapii lub radioterapii.

Używanie przeciwciał

Naukowcy rozpoczęli od przeciwciała przeciwko białku powierzchni komórki zwanemu c-kit, który jest pierwotnym markerem komórek macierzystych krwi. Dołączenie przeciwciała do c-kit spowodowało zmniejszenie liczby komórek macierzystych krwi u myszy z niedoborem odporności. "Jednak to samo przeciwciało nie będzie skuteczne u osób o kompetentnych kompetencjach, które stanowią większość potencjalnych biorców przeszczepu szpiku" - mówi Chhabra. Naukowcy starali się zwiększyć skuteczność, łącząc je z przeciwciałami lub środkami biologicznymi, które blokują inne białko powierzchni komórkowej o nazwie CD47. Blokowanie uwalnianych przez CD47 makrofagów w celu "zjedzenia" komórek docelowych pokrytych przeciwciałem c-kit, powiedział Chhabra.

Po zablokowaniu markera CD47 i przyłączeniu przeciwciała do białek c-kit, układ odpornościowy skutecznie zubożał krwawiące komórki macierzyste zwierząt, oczyszczając drogę przeszczepionych komórek macierzystych krwi od dawcy, aby zamieszkał w szpiku kostnym i wygenerował zupełnie nowa krew i układ odpornościowy.

Porównując przeszczepy komórek macierzystych krwi do sadzenia nowych pól upraw, Shizuru zauważył, że naukowcy nie tylko znaleźli bezpieczniejszy sposób na oczyszczenie pola do sadzenia, ale "użyliśmy również bezpieczniejszych technik do wysiewu nowych komórek krwiotwórczych." Obecnie Przeszczepy szpiku kostnego obejmują mieszankę komórek, która zawiera komórki macierzyste krwi, jak również różne komórki odpornościowe od dawcy, które mogą atakować tkankę biorcy przeszczepu. Ten atak immunologiczny powoduje tak zwaną chorobę przeszczep przeciw gospodarzowi, która może uszkadzać tkanki, a nawet zabijać pacjentów.

W oparciu o wiedzę uzyskaną z poprzednich badań zespół oczyścił tkankę dawcy, tak aby zawierał tylko komórki macierzyste krwi, a nie inne komórki odpornościowe, które powodują chorobę przeszczep przeciwko gospodarzowi.

Sukces tych technik u myszy budzi nadzieje, że podobne techniki będą skuteczne u ludzi. "Jeśli działa na ludziach jak u myszy, spodziewalibyśmy się, że ryzyko śmierci z przeszczepu komórek macierzystych krwi spadnie z 20 procent do efektywnego zera", powiedział Shizuru.

"Nowa era w leczeniu chorób"

"Jeśli tak się stanie, będzie to zupełnie nowa era w leczeniu chorób i medycynie regeneracyjnej" - powiedział Weissman, który jest dyrektorem Instytutu Biologii Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, a także dyrektorem Ludwig Center dla badań nad komórkami macierzystymi raka i medycyny.

Kiedy można bezpiecznie zastąpić krew i układ odpornościowy pacjenta, jakakolwiek choroba spowodowana przez własną krew pacjenta i komórki odpornościowe może być potencjalnie wyleczona przez jednorazowe zastosowanie przeszczepu komórek macierzystych krwi. Bezpieczne zastąpienie krwi pacjenta i komórek odpornościowych pozbędzie się komórek atakujących własne tkanki i wywoła choroby takie jak reumatoidalne zapalenie stawów i cukrzyca typu 1.

Metoda bezpiecznego wykonywania przeszczepów komórek macierzystych krwi mogłaby również zwiększyć bezpieczeństwo i ułatwić przeszczepianie narządów - stwierdzili naukowcy. Obecnie osoby, które dostają przeszczep narządów, muszą przez resztę swojego życia pozostać na lekach, które chronią układ odpornościowy przed atakowaniem przeszczepionego narządu.

"Nawet jeśli stosuje się leki immunosupresyjne, większość przeszczepów narządów zmniejsza się z czasem lub nie, a leki immunosupresyjne same w sobie powodują, że pacjent jest bardziej podatny na zagrażające życiu infekcje lub nowo powstające nowotwory" - powiedział Weissman.

Ale jeśli krew i immunologiczne komórki macierzyste od dawcy narządu mogą zostać przeszczepione w tym samym czasie co narząd, nowy układ odpornościowy rozpozna podarowany organ i nie zaatakuje go, naukowcy powiedzieli. "Przeszczepione komórki, oddany narząd i własne tkanki pacjenta uczą się koegzystować" - powiedział Shizuru. "Komórki macierzyste krwi dawcy ponownie uczą układu odpornościowego pacjenta, a przeszczepiony narząd nie zostaje wyrzucony."

Komórki krwi i immunologiczne przeszczepy komórek macierzystych mogą również mieć kluczowe znaczenie dla powodzenia nowej ery medycyny regeneracyjnej. Jeśli komórki macierzyste dla narządów lub tkanek, takich jak serce lub wątroba, są hodowane do ogólnego przeszczepienia - to znaczy nie są zaprojektowane specjalnie dla jednego pacjenta - pacjent będzie wymagał immunologicznego warunkowania poprzez przeszczep komórek macierzystych krwi, aby komórki macierzyste nie zostały odrzucone jako ciała obce, naukowcy powiedzieli.

Źródło: Uniwersytet Stanford

https://www.biosciencetechnology.com/news/2016/08/safer-way-bone-marrow-transplants?cmpid=horizontalcontent