Wissenschaftler der University of California in San Francisco haben das System Bearbeitung von Genen CRISPR-Cas9 für die Schaffung des ersten pluripotente Stammzellen, die funktionell «unsichtbar» für das Immunsystem. Ein solches Ereignis Bioingenieurwesen im Labor ermöglichte eine Abstoßung verhindern Transplantationen von Stammzellen. Da diese «Universelle» Stammzellen können effizienter gemacht werden, als Stammzellen, die speziell für die einzelnen Patienten — so oft zuvor — die neue Entdeckung bringt verbessernde Medizin einen Schritt näher an der Realität.
CRISPR-und Stammzellen
«Wissenschaftler werben oft das therapeutische Potenzial von pluripotenten Stammzellen, die Reifen können in jedem Gewebe eines Erwachsenen Menschen, aber das Immunsystem war ein großes Hindernis für eine sichere und effektive Therapie mit Stammzellen», sagt Tobias Деуз, Doktor der Medizin und der führende Autor der Studie, veröffentlicht in Nature Medicine 18.
Das Immunsystem wird nicht vergeben. Es ist vorprogrammiert, die Zerstörung von allem, was wahrgenommen wird, als eine fremde, und somit schützt den Körper vor Infektionserregern und anderen Eindringlingen, die Schaden anrichten könnten, wenn Ihnen die Freiheit des Handelns. Dies bedeutet auch, dass die transplantierten Organe, Gewebe oder Zellen gelten als potenziell gefährliche eindringen von außen, das verursacht immer eine starke Immunantwort, was zu einer Ablehnung des Transplantats. Wenn dies geschieht, sagen, dass die Spender und Empfänger «für unvereinbar histocompatibility».
«Wir können die Medikamente verabreicht, hemmen die Aktivität des Immunsystems und reduzieren die Wahrscheinlichkeit einer Abstoßung. Leider Unterdrücker der Immunität machen die Patienten anfälliger für Infektionen und Krebs», erklärt der Professor der Chirurgie Sonja Шрепфер, Senior-Autor der Studie.
Im Bereich der Transplantation von Stammzellen Wissenschaftler eines Tages beschlossen, dass das Problem der Abstoßung gelöst werden können mit Hilfe von induzierten pluripotenten Stammzellen (ИПСК), die werden aus vollständig Reifen Zellen, wie Haut-oder Fettzellen, die reprogrammed, um so die Möglichkeit haben, sich zu entwickeln in eine beliebige aus einer Vielzahl von Zellen, aus denen Gewebe und Organe des Körpers. Wenn die Zellen, die aus ИПСК, die Verpflanzung von dem gleichen Patient, der eine spendete die ursprünglichen Zellen, dachten Wissenschaftler, der Körper würde den transplantierten Zellen als «Ihre» und nicht angegriffen würden, Sie mit Hilfe des Immunsystems.
Doch in der Praxis der klinischen Verwendbarkeit ИПСК als schwierig erwiesen. Aus bislang unbekannten Gründen aus vielen Zellen der Patienten waren refraktär перепрограммированию. Darüber hinaus ist die Produktion von ИПСК war teuer und erforderte Aufwands für jeden Patienten, der behandelt wurde, die Therapie-Stammzellen.
«Technologie ИПСК es gibt viele Probleme, aber das größte Hindernis sind die Qualitätskontrolle und Reproduzierbarkeit. Wir wissen nicht, wodurch einige der Zellen hartnäckigen перепрограммированию, aber die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass wissen es noch nicht», sagt Деуз. «Aus diesem Grund sind die meisten Ansätze zur individualisierten Therapie ИПСК wurden aufgegeben».
Деуз und Шрепфер gefragt haben, ob man diese Probleme umgehen, indem Sie einen «universellen» ИПСК, die jedem Bedürftigen Patienten. In seinem neuen Artikel beschreiben Sie, wie nach nur drei änderungen in der Aktivität von Genen, ИПСК haben die Möglichkeit, zu vermeiden Abstoßung nach der Transplantation der Empfänger der Inkompatibilität histocompatibility, mit einem voll funktionsfähigen Immunsystem.
«Es ist das erste mal, wenn jemand bekommt Engineering-Zellen, die allgemeinhin verpflanzen und die überleben bei immunkompetenten Empfängern, ohne dass der Immunantwort», sagt Деуз.
Die Wissenschaftler zum ersten mal verwendet CRISPR zum zwei Gene, die erforderlich sind, um das ordnungsgemäße funktionieren der Familie von Proteinen, bekannt als Main histocompatibility Complex (ГКГС) der Klasse I und II. Proteine ГКГС befinden sich auf der Oberfläche fast aller Zellen und zeigen die molekularen Signale, die die Immunsysteme von artfremden zu unterscheiden von den einheimischen. Zellen, in denen keine Gene ГКГС nicht geben, solche Signale, also nicht registriert werden wie ein Alien. Aber die Zellen, in denen keine Proteine ГКГС, werden die Ziele von Immunzellen, bekannt als Zellen Natürliche Killerzellen (NK).
Arbeitend mit Professor Lewis Lanier, Team Шрепфер festgestellt, dass CD47, ein Protein der Zelloberfläche, hervorragendes Signal «Friss mich nicht» an die Adresse von Immunzellen — Makrophagen — auch eine starke hemmende Wirkung auf NK-Zellen.
In der Annahme, dass CD47 speichern kann der Schlüssel zu einer vollständigen Einstellung der Abstoßung, Forscher luden gen CD47 in ein Virus, das brachte zusätzliche Kopien des Gens in die Stammzellen der Maus und des Menschen, aus denen die Proteine wurden gelöscht ГКГС.
CD47 eigentlich war der fehlende Teil des Puzzles. Wenn die Forscher verpflanzten Ihre трехкомпонентные Stammzellen der Maus inkompatiblen Mäusen mit normalem Immunsystem, sahen Sie keine Ablehnung. Dann verpflanzten Sie ähnlich konstruierte menschliche Stammzellen so genannte гуманизированным Mäusen — die Immunsysteme werden ersetzt durch Komponenten des menschlichen Immunsystems — und wieder nichts zu sehen.
Darüber hinaus, die Forscher extrahierten verschiedene Arten von Herzzellen Person dieser dreifach konstruierte Stammzellen. Die aus Stammzellen Herzzellen konnten die Leben lange genug und bilden auch rudimentäre Blutgefäße und den Herzmuskel. Vielleicht eines Tages können Sie verwendet werden für die Wiederherstellung von Defekten Herzen.
Sie bevorzugen die Verwendung von CRISPR zur Behandlung von Menschen? Erzählen Sie uns in unserem Chat in Телеграме.