Forskere fra University of California i San Francisco, der anvendes et system af gen redigering CRISPR-Cas9 at skabe den første pluripotente stamceller, som er funktionelt “usynlige” for immunforsvaret. Denne begivenhed er den biologiske engineering i laboratoriet lov til at forhindre afstødning af stamceller transplantationer. Fordi disse “universelle” stamceller kan fremstilles mere effektivt end stamceller, som er lavet specifikt for hver enkelt patient — så ofte har gjort før — en ny opdagelse bringer regenerativ medicin tættere på virkeligheden.
CRISPR og stamceller
“Forskere ofte annoncere terapeutiske potentiale af pluripotente stamceller, der kan Modnes til alle væv af et voksent menneske, men immunsystemet var den vigtigste hindring for sikker og effektiv stamcelle-terapi,” siger Tobias Deus, læge og ledende forfatter af undersøgelsen er offentliggjort i Nature Medicine februar 18.
Immunsystemet er ikke tilgivende. Det er blevet programmeret til ødelæggelse af alt, hvad der er opfattet som fremmede, og dermed beskytter kroppen mod smitsomme sygdomme og andre ubudne gæster, der kan forårsage skade, hvis du giver dem handlefrihed. Det betyder også, at de transplanterede organer, væv eller celler, der betragtes som potentielt farlige indtrængen udefra, der er altid en stærk immunrespons, der fører til graft afvisning. Når dette sker, siger donoren og modtageren er “uforenelig histocompatibility”.
“Vi kan indføre lægemidler, der undertrykker immunsystemet, aktivitet og reducere sandsynligheden for afvisning. Desværre, undertrykkere af immunsystemet gøre patienter mere modtagelige for infektioner og kræft,” forklarer Professor i kirurgi Sonia Scrapper, ledende forfatter af undersøgelsen.
Inden for stamcelle-transplantation, videnskaben engang troede afvisning problem kan løses ved hjælp inducerede pluripotente stamceller (IPSC), som er skabt af fuldt Modne celler, såsom hud eller fedt celler, omprogrammeret således, at være i stand til at udvikle sig til noget af en række celler, der udgør væv og organer i kroppen. Hvis celler, der stammer fra IPSC, at transplantation til den samme patient, som har doneret de første celler, forskerne mente, at kroppen ville se de transplanterede celler som “deres egne”, og ville ikke have angrebet dem ved hjælp af immunsystemet.
I praksis, men den kliniske anvendelse af IPSC har været svært. Af ukendte årsager, mens de celler, der af mange patienter, der har vist sig resistente over for omprogrammering. Desuden produktion af IPSC var dyre og krævede tid brugt på hver patient, som blev behandlet med stamceller terapi.
“IPSC-teknologi har mange problemer, men den største hindring er kvalitet, kontrol og reproducerbarhed. Vi ved ikke, hvad der gør nogle af cellerne modstandsdygtige over for omprogrammering, men de fleste forskere er enige om, at for at vide, er endnu ikke opnået,” siger Deus. “På grund af dette, de fleste tilgange til individuel terapi IPSC blev opgivet.”
Deus og Scrapper spekuleret over, om det er muligt at omgå disse problemer ved at skabe en “universel” IPSC, som kan bruges til enhver trængende patient. I sin nye artikel, de beskriver, hvordan de, efter de ændringer i aktiviteten af blot tre gener, IPSC modtaget evnen til at undgå afstødning efter transplantation modtagere med uforenelighed af histocompatibility, med et fuldt funktionelt immunsystem.
“Dette er det første tilfælde, når en person modtager engineering celler, der kan være universelt transplanteret, og som kan overleve i immunkompetente recipienter uden at forårsage immunrespons,” siger Deus.
Forskere bruges CRISPR at fjerne to gener, der er nødvendigt for et velfungerende af en familie af proteiner, kendt som major histocompatibility complex (HCGS) klasse i og II. GCGS proteiner på overfladen af næsten alle celler, og repræsenterer den molekylære signaler, der hjælper immunsystemet til at skelne fremmed fra indfødte. Celler, der mangler gener HKGS, ikke give sådanne signaler, derfor, er ikke registreret som en fremmed. Men celler, der mangler proteiner GCGS, blive mål immune celler kendt som naturlige dræberceller (NK).
At arbejde med Professor Lewis Lanier, Afsender fandt, at CD47, en celle overflade protein, hvilke udgange, “du må ikke spise mig” til immunsystemets celler — makrofager — også har en stærk hæmmende effekt på NK-celler.
At tro, at CD47 måske har nøglen til fuldstændigt ophør af afvisning, forskerne har lagt CD47-gen i den virus, der bragte ekstra kopier af genet i stamceller fra mus og mennesker, som blev fjernet proteiner GCGS.
CD47 faktisk viste sig at være den manglende brik i puslespillet. Når forskerne transplanterede deres ternære mus stamceller-uforenelig mus med normalt immunforsvar, de kunne ikke se nogen afvisning. De derefter transplanteres på samme måde manipuleret menneskelige stamceller er såkaldte humaniseret mus immunforsvar er erstattet af dele af det menneskelige immunsystem — og igen så ingenting.
Hertil kommer, at forskere har udvundet forskellige typer af hjerte-celler fra disse triple manipuleret stamceller. Afledt af stamceller i hjertet celler, der var i stand til at leve længe nok til selv at danne rudimentære blodkar og hjertemusklen. Måske en dag de kan bruges til at gendanne den svigtende hjerte.
Du godkende brug af CRISPR til at behandle en mand? Fortæl os i vores chat i Telegrammet.