Kök hücre keşfi, lösemi ve diğer hastalıklar için tedavileri iyileştirebilir
İnsan kanı kök hücrelerinin veya hematopoietik kök hücrelerin (HSC'ler) laboratuvarda kendi kendine yenilenmesini sağlayamaması, lösemi ve diğer kan hastalıklarının tedavisinde ilerlemeyi engelliyor.
Şimdi, Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi'nden (UCLA) yapılan yeni bir çalışma, cevabın, kültürdeki HSC'leri büyük ölçüde genişletebilen aktivasyonu olan belirli bir proteinde yatabileceğini öne sürüyor.
UCLA ekibi, MLLT3 adlı bir proteinin HSC işlevinin anahtar bir düzenleyicisi olduğunu buldu. Protein, insan fetüslerinin, yeni doğanların ve yetişkinlerin HSC'lerinde yüksek seviyelerde bulunur. Bununla birlikte, kültürlenmiş HSC'ler düşük MLLT3 seviyelerine sahiptir.
Yakın zamanda Doğa Araştırmacılar, proteini yapmaktan sorumlu genin manipüle edilmesinin, "nakledilebilir HSC'lerin 12 kattan fazla genişlemesine" nasıl yol açtığını bildiriyorlar.
Çalışma makalesinin kıdemli yazarı UCLA'da moleküler, hücre ve gelişimsel biyoloji profesörü Hanna K. A. Mikkola'dır. 20 yıldan fazla bir süredir HSC okuyor.
Mikkola, "Yıllar içinde bu hücrelerin biyolojisi hakkında çok şey öğrenmiş olsak da, önemli bir zorluk kaldı: laboratuvarda [HSC'lerin] kendi kendini yenilemesini sağlamak."
"Alanı ilerletmek için bu engeli aşmalıyız" diye ekliyor.
HSC'lerin kendi kendini çoğaltma konusunda güçlü bir yeteneğe ihtiyacı vardır
Vücudun tüm doku ve hücreleri, beslenme ve koruma için kan hücrelerine güvenir. Böylesine amansız ve zahmetli bir görevi yerine getirmek için, kan hücrelerinin kendilerini yenileyebilmeleri gerekir. Yetişkinlerde, kan hücreleri ve cilt hücreleri, herhangi bir doku içinde en yüksek yenileme kapasitesine sahiptir.
Yeni kan hücreleri yapma işi HSC'lere düşüyor. İnsan vücudu her gün, aynı zamanda bağışıklık hücreleri de yapan HSC'ler sayesinde milyarlarca yeni kan hücresi üretir.
HSC'ler, kendilerini yeniledikleri ve farklı tipte kan ve bağışıklık hücrelerine olgunlaştıkları kemik iliğinde bulunur.
Lösemi gibi belirli kan veya bağışıklık sistemi hastalıkları olan kişiler, yeni hücreler yapmak için taze HSC kaynaklarına ihtiyaç duyar. On yıllardır doktorlar, kaynaklarını artırmak için kemik iliği nakilleri kullandılar.
Bununla birlikte, kemik iliği naklinin ne ölçüde bir çözüm sunabileceği konusunda sınırlar vardır. Örneğin, uygun bir donör bulmak her zaman mümkün değildir veya alıcının vücudu nakledilen hücreleri reddedebilir.
Ortaya çıkabilecek başka bir sorun, nakledilen HSC'lerin sayısının, hastalığı tedavi etmek için yeterli kan veya bağışıklık hücresi üretmek için yeterli olmayabileceğidir.
Kültürlü HSC'lerle ilgili sorun
Bilim adamları, HSC'leri kemik iliği nakline alternatif olarak laboratuvarda kültürlemeye çalıştılar. Bununla birlikte, kültürlenmiş HSC'leri nakletmek için çeşitli girişimler ortak bir soruna yol açtı: Bilim adamlarının kemik iliğinden çıkardığı HSC'ler, kültürde kendini yenileme kapasitelerini yakında kaybederler.
HSC'ler kendilerinin yeni kopyalarını yapma yeteneklerini kaybettiklerinde, sahip oldukları tek gelecek ya özelleşmiş hücrelere farklılaşmak ya da ölmektir.
Yeni çalışma için Prof. Mikkola ve ekibi, HSC'ler laboratuvarda kendilerini yenileme yeteneklerini kaybettikleri için genlere ne olduğunu inceledi.
Bu gerçekleştiğinde bazı genlerin kapandığını gördüler. Kapatılan genler, HSC'lerin oluşturduğu hücre tiplerine göre değişiyordu.
Ekip, daha yakından bakmak için, yetişkin pluripotent kök hücrelerden kendi kendini kopyalayamayan HSC benzeri hücreler üretti ve ardından gen aktivitelerini gözlemledi.
Bu deney, HSC'lerin kendi kendini yenileme kabiliyetleri ile HSC'lerin aktivitesi arasında güçlü bir bağlantı olduğunu gösterdi. MLLT3 gen.
Aktif MLLT3 gerekli bir koşul
Görünüşe göre yüksek ifadesi MLLT3 HSC'lerin kendilerini yenilemeleri için gerekli talimatları taşıyan proteinin bol miktarda tedarik edilmesini sağlar.
Protein, hücre kendisinin bir kopyasını oluştururken HSC’nin mekanizmasının çalışmaya devam etmesine yardımcı olur.
Diğer deneyler, aktif bir MLLT3 laboratuar kültüründe HSC'lerin çekirdeğine giren gen, kendi kendini çoğaltma yeteneklerini 12 kat arttırdı.
"Bir hastayı tedavi etmek için gereken kan kök hücrelerinin miktarını düşünürsek, bu önemli bir sayıdır."
Hanna K. A. Mikkola
HSC'lerin kültürde kendini yenilemesini sağlamaya çalışan diğer çalışmalarda küçük moleküller kullanılmıştır. Ancak Prof. Mikkola ve ekibi bu yaklaşımla ilgili sorunlar yaşadı.
Hücrelerin MLLT3 proteini seviyelerini koruyamadıklarını ve ekip onları farelere naklettiğinde iyi çalışmadıklarını buldular.
İki yöntemi birleştirmek
Ekip, küçük molekül yöntemini birleştirmenin MLLT3 gen aktivasyonu, farelerde kemik iliğine uygun şekilde entegre olan HSC'ler üretti.
Bu HSC'ler ayrıca tüm doğru kan hücresi türlerini üretti ve kendi kendini yenileme yeteneklerini korudu.
Bilim adamlarının laboratuvarda nakledilebilir HSC'ler üretme konusundaki endişesi, vücutta olduklarında doğru şekilde çalışmalarını sağlamaktır.
HSC'ler doğru hızda kendi kendine çoğalabilmeli ve lösemi gibi hastalıklara yol açabilecek mutasyonları edinmemelidir.
Kararlı MLLT3 proteini seviyelerinin sağlanmasının bu gereksinimleri karşıladığı görülmektedir.
Araştırmacılar şimdi manipüle etme yöntemleri üzerinde çalışıyorlar MLLT3 daha güvenli ve kolay.
