Bezpečnejšia cesta pre transplantácie kostnej drene

Transplantácia krvných kmeňových buniek, všeobecne známa ako transplantácia kostnej drene, je silná technika, ktorá potenciálne môže poskytnúť celoživotné vyliečenie rôznych ochorení. Postup je však taký toxický, že sa v súčasnosti používa iba na liečbu najkritickejších prípadov.

Teraz výskumníci na Stanfordskej univerzitnej lekárskej škole prišli so spôsobom, ako uskutočniť terapiu, ktorá myši dramaticky znižuje svoju toxicitu. Ak sa metóda nakoniec ukáže ako bezpečná a účinná pre ľudí, potenciálne by mohla byť použitá na liečenie autoimunitných ochorení, ako je lupus, juvenilná diabetes a roztrúsená skleróza; fixujú kongenitálne metabolické poruchy ako ochorenie "bublina"; a liečiť mnohé ďalšie druhy rakoviny, ako aj zabezpečiť transplantácie orgánov bezpečnejšími a úspešnejšími.

"Neexistuje takmer žiadna kategória ochorenia alebo transplantácie orgánov, ktorá nie je ovplyvnená týmto výskumom," povedal Irving Weissman, MD, spoluautor výskumu a profesor patológie a vývojovej biológie v Stanforde. Dokument, ktorý opisuje túto techniku, bol publikovaný 10. augusta v Science Translational Medicine.

Hlavným autorom papiera je Judith Shizuru, MD, Ph.D., profesorka medicíny. Hlavnými autormi sú výskumní pracovníci akad. Chhabra, Ph.D .; bývalý študent Aaron Ring, PhD, ktorý je teraz na fakulte v Yale; a Kipp Weiskopf, MD, Ph.D., bývalá absolventka, ktorá je teraz rezidentom v Brigham a ženskej nemocnici.

Škodlivé zaobchádzanie

Pre úspešnú transplantáciu krvných kmeňových buniek musí byť zabitá vlastná populácia krvných kmeňových buniek pacienta. V súčasnosti sa to robí chemoterapiou alebo rádioterapiou, ošetreniami, ktoré sú dostatočne toxické na poškodenie rôznych orgánov a dokonca k smrti.

"Chemoterapia a ožarovanie, ktoré sa používajú na poškodenie transplantátu DNA, môžu spôsobiť okamžité problémy a dlhodobé poškodenie mnohých tkanív v tele," povedal Shizuru. "Medzi mnohými známymi toxickými vedľajšími účinkami môžu tieto liečby poškodiť pečeň, reprodukčné orgány a mozog, potenciálne spôsobiť záchvaty a zhoršiť neurologický vývoj a rast u detí." Z týchto dôvodov sa transplantácia krvných kmeňových buniek používa len vtedy, keď riziká závažnej choroby prevažujú nad komplikáciami z transplantácie.

Aby sa zabránilo týmto strašným vedľajším účinkom, Stanfordskí výskumníci vytvorili symfóniu biologických nástrojov, ktoré jasne určujú cestu pre transplantáciu krvných kmeňových buniek bez použitia chemoterapie alebo rádioterapie.

Používanie protilátok

Vedci začali s protilátkou proti bunkovej povrchovej bielkovine nazývanej c-kit, ktorá je primárnym markerom krvných kmeňových buniek. Pripojenie protilátky k c-kit malo za následok vyčerpanie krvných kmeňových buniek u myší s imunitou deficitnou formou. "Avšak táto protilátka samotná by nebola účinná u príjemcov s imunitnou kompetenciou, ktorí predstavujú väčšinu potenciálnych príjemcov transplantátu kostnej drene," povedal Chhabra. Vedci sa snažili zvýšiť účinnosť kombináciou s protilátkami alebo s biologickými činidlami, ktoré blokujú ďalší proteín bunkového povrchu nazývaný CD47. Blokovanie CD47 uvoľnených makrofágov na "jesť" cieľové bunky pokryté protilátkou c-kit, povedal Chhabra.

Keď je marker CD47 blokovaný a protilátka je pripojená k proteínom c-kit, imunitný systém účinne vyčerpal kmeňové bunky tvoriace krv zvierat a vyčistil cestu od transplantovaných krvných kmeňových buniek od darcu, aby sa zdržal v kostnej dreni a generoval úplne novú krv a imunitný systém.

Pri porovnaní transplantácií krvných kmeňových buniek na výsadbu nového poľa plodín Shizuru poznamenal, že výskumníci nielen zistili bezpečnejší spôsob, ako vyčistiť pole na výsadbu, ale "používali sme aj bezpečnejšie techniky na osivu nových krvotvorných buniek" transplantácie kostnej drene zahŕňajú zmes buniek, ktorá zahŕňa krvné kmeňové bunky, ako aj rôzne imunitné bunky od darcu, ktoré môžu napadnúť tkanivo príjemcu transplantátu. Tento imunitný útok vedie k tomu, čo sa nazýva choroba štepu proti hostiteľovi, ktorá môže poškodiť tkanivá a dokonca zabiť pacientov.

Vychádzajúc z poznatkov získaných z predchádzajúceho výskumu, tím vyčistil darcovské tkanivo tak, že obsahoval iba krvné kmeňové bunky a nie iné imunitné bunky, ktoré spôsobujú ochorenie štepu proti hostiteľovi.

Úspech týchto techník u myší vyvoláva nádej, že podobné techniky budú úspešné u ľudí. "Ak to funguje u ľudí, ako to robil u myší, očakávali by sme, že riziko úmrtia z transplantácie krvných kmeňových buniek klesne z 20 percent na skutočne nulu," povedal Shizuru.

"Nová éra liečby chorôb"

"Ak a kedy sa to dosiahne, bude to úplne nová éra liečby ochorení a regeneratívnej medicíny," povedal Weissman, ktorý je riaditeľom Stanfordského inštitútu pre biológiu kmeňových buniek a regeneračnej medicíny, ako aj riaditeľa Ludwiga centra pre rakovinu kmeňových buniek výskumu a medicíny.

Akonáhle môže byť bezpečne nahradená krv a imunitný systém pacienta, akákoľvek choroba spôsobená vlastnou krvou a imunitnými bunkami pacienta by mohla byť vyliečená jednorazovou aplikáciou transplantácie krvných kmeňových buniek, povedali. Bezpečné nahradenie pacientovej krvi a imunitných buniek sa zbaví buniek, ktoré napadajú vlastné tkanivá a spôsobia choroby ako reumatoidná artritída a diabetes 1. typu.

Spôsob bezpečnej transplantácie krvných kmeňových buniek by tiež mohol spôsobiť, že transplantácia orgánov bude bezpečnejšia a ľahšia, povedali vedci. V súčasnosti majú ľudia, ktorí dostávajú transplantáciu orgánov, na zvyšok svojho života pobyt na liekoch, ktoré zabraňujú imunitnému systému napadnúť transplantovaný orgán.

"Aj keď ste na imunosupresívach, väčšina orgánových transplantátov sa postupne znižuje alebo zlyháva v priebehu času a samotné imunosupresívne lieky spôsobujú, že pacient je náchylnejší na život ohrozujúce infekcie alebo nové formy rakoviny," povedal Weissman.

Ak však krv a imunitné kmeňové bunky od darcu orgánov môžu byť transplantované v rovnakom čase ako orgán, nový imunitný systém rozpozná darovaný orgán a neútočí ho, povedali vedci. "Transplantované bunky, darovaný orgán a vlastné tkanivá pacienta sa naučia koexistovať," povedal Shizuru. "Darcovské krvné kmeňové bunky re-vzdelávajú imunitný systém pacienta a transplantovaný orgán nie je vykopnutý."

Transplantácie krvných a imunitných kmeňových buniek môžu byť tiež rozhodujúce pre úspech novej éry regeneratívnej medicíny. Ak sa kmeňové bunky pre orgány alebo tkanivá ako srdce alebo pečeň pestujú na všeobecnú transplantáciu - to znamená, že nie sú určené pre jedného pacienta - pacient bude vyžadovať imunitnú kondíciu prostredníctvom transplantácie krvných kmeňových buniek tak, aby kmeňové bunky neboli odmietnuté ako cudzie telesá, uviedli vedci.

Zdroj: Stanfordská univerzita

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