Yeni kök hücreler 'evrensel olarak nakledilebilir'
Nakiller genellikle bir kriz noktasıdır, çünkü bağışlanan organların küresel bir sıkıntısı vardır, ancak aynı zamanda alıcının vücudunun bağışlanan organı veya nakledilen dokuyu reddetme riski yüksek olduğu için. Yeni bir tür “evrensel” kök hücre bu sorunların bazılarını çözebilir.
Araştırmacılar, San Francisco'daki California Üniversitesi'nden (UC) bir ekibin son çabaları, vücudun bağışıklık tepkisini atlayabilecek ve böylece reddi önleyebilecek genetik mühendisliği yapan pluripotent kök hücrelere odaklandılar.
Şimdiye kadar, bağışlanan doku kıtlığı sorununu aşmak için bilim adamları, nakil ihtiyacı olan aynı kişiden topladıkları olgun, tam gelişmiş hücrelerden kök hücreler yarattılar. Bunlara "uyarılmış pluripotent kök hücreler" (iPSC'ler) adı verilir.
İPSC'ler ile bilim adamları, alıcının bağışıklık sistemi donör dokusunu potansiyel bir patojen olarak "etiketleme" ve ona karşı hareket etme eğiliminde olduğu için, vücudun bu hücreleri reddetme şansını en aza indirmeyi umuyor - ki bu daha sonra uzmanlaşacak ve yeni rollerine adım atacak -.
Bununla birlikte, bu rota bile birçok engelle doludur ve şaşırtıcı bir şekilde, uzmanların bir kişinin kendi hücrelerinden oluşturduğu kök hücreler bile düzenli olarak reddedilir.
Dahası, iPSC işlemlerinin yürütülmesi zordur ve başarılı girişimleri yeniden üretmek yine de daha zordur.
“İPSC teknolojisinde pek çok sorun var, ancak en büyük engel kalite kontrolü ve yeniden üretilebilirlik. Bazı hücreleri yeniden programlamaya neyin yatkın kıldığını bilmiyoruz, ancak çoğu bilim insanı bunun henüz güvenilir bir şekilde yapılamayacağı konusunda hemfikir, ”diyor dergide yer alan yeni çalışma makalesinin baş yazarı Dr. Tobias Deuse Doğa Biyoteknolojisi.
Dr. Deuse, "Kişiselleştirilmiş iPSC tedavilerine yönelik çoğu yaklaşım bu nedenle terk edildi" diye belirtiyor.
Şimdi, ilk defa, UC San Francisco bilim adamları, pluripotent olan yeni, "evrensel" kök hücreler oluşturan farklı bir yaklaşım benimseyerek bir çözüm bulabileceklerine inanıyorlar. Bu, herhangi bir özel hücreye farklılaşabilecekleri ve alıcının vücudundan bir bağışıklık tepkisini tetiklemeyecekleri anlamına gelir.
Mükemmel kök hücre mühendisliği
Dr. Deuse, "Bilim adamları, herhangi bir yetişkin dokusunda olgunlaşabilen pluripotent kök hücrelerin terapötik potansiyelini sık sık dile getiriyor, ancak bağışıklık sistemi güvenli ve etkili kök hücre tedavilerinin önünde büyük bir engel oluşturuyor" diye açıklıyor Dr.
Üstelik, kıdemli yazar Dr. Sonja Schrepfer'in eklediği gibi, "[w] e bağışıklık aktivitesini baskılayan ve reddedilme olasılığını azaltan ilaçları uygulayabilir, […] bu bağışıklık baskılayıcılar hastaları enfeksiyona ve kansere daha duyarlı hale getirir."
Bu eksikliklerin üstesinden gelmek için UC San Francisco ekibi, CRISPR-Cas9 adını verdikleri bir gen düzenleme tekniğini kullandılar ve yeni kök hücreleri bağışıklık sisteminden “korumak” için en az üç genin aktivitesini değiştirdiler ve izin verdiler. bedenin onları daha kolay kabul etmesi.
Araştırmacılar, bu yeni değiştirilmiş kök hücreleri, alıcıların vücutlarını nakilleri reddetme eğilimi ile simüle etmek için tasarladıkları fare modellerinde - "histo-uyumsuzluk uyuşmazlığı" olarak adlandırdıkları bir özellik - ve tamamen işleyen bağışıklık sistemleriyle test ettiler.
Dr. Deuse, "Bu, evrensel olarak nakledilebilen ve bağışıklığı yeterli alıcılarda bir bağışıklık tepkisi ortaya çıkarmadan hayatta kalabilen hücreleri ilk kez tasarladı," diyor.
Daha spesifik olarak, ekip, bağışıklık sistemine sinyaller gönderen ve bir bağışıklığı tetikleyebilen bir dizi proteinin aktivitesini kontrol eden iki geni silerek kök hücre mühendisliği sürecini başlattı - majör histo-uyumluluk kompleksi (MHC) sınıf I ve II - tepki.
Bu ilk adım sezgiseldi - MHC proteinlerini kodlayan genlere sahip olmayan hücreler, onları bağışıklık sistemine "yabancı ajanlar" olarak "etiketleyen" sinyali yayamazlar.
Ancak, bu tür hücrelere bu durumda "ücretsiz geçiş" verilmez. Aksine, bilim adamlarının doğal öldürücü (NK) hücreler dedikleri bir tür özel bağışıklık hücrelerinin hedefi haline geliyorlar.
"Evrensel olarak uygulanabilen bir ürün"
Araştırmacılar, NK hücrelerinin kök hücrelere saldırmasını engellemenin yollarını araştırdıklarında, normalde diğer bağışıklık hücrelerini uzak tutan başka bir hücre yüzey proteininin - CD47 - NK'leri de inhibe edebileceğini buldular.
Laboratuvar ve in vivo çalışma, CD47'nin NK hücrelerini kovma cevabını verdiğini doğruladı. Bu başarılardan cesaret alan araştırma ekibi, daha sonra yeni kök hücreleri - iki sessiz ve bir geliştirilmiş genle - insanlarda bağışıklık tepkisini simüle etmek için insan bağışıklık sistemi unsurlarına sahip özel olarak tasarlanmış farelere nakletti. Bu nakiller başarılı oldu ve kemirgenlerin vücutları yeni hücreleri reddetmedi.
Son olarak ekip, yeni pluripotent kök hücreleri farklı kalp hücreleri türleri olarak uzmanlaşmaya ikna ederek bir adım daha ileri gitti. Bir kez daha, ortaya çıkan hücreleri insan benzeri bir bağışıklık sistemine sahip farelere naklediyorlar.
Araştırmacılar, yeni kalp hücrelerinin uzun süre hayatta kalması ve basit kan damarları ve kalp kası dokusuna dönüşmesi nedeniyle bu deneylerin de başarılı olduğunu bildiriyorlar.
Ekip, tüm bu bulguların, doktorların bu tür kök hücreleri eninde sonunda insanları tedavi ederken kullanabileceklerini öne sürüyor.
Dr. Deuse, “Tekniğimiz, kök hücrelerin ve kök hücreden türetilmiş dokuların reddedilmesi sorununu çözüyor ve kök hücre tedavisi alanında büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor” diye vurguluyor.
“Tekniğimiz, herhangi bir kişiselleştirilmiş yaklaşımdan çok daha düşük üretim maliyetleri ile daha geniş bir insan yelpazesine fayda sağlayabilir. Hücrelerimizi yalnızca bir kez üretmemiz gerekiyor ve evrensel olarak uygulanabilecek bir ürünle baş başa kalıyoruz. "
Tobias Deuse
