Rozsírení krvetvorných bunek pro transplantaci kostní drene - vyvinuta nová metoda

Vedci z Weill Cornell Medical College verí, ze resili, jak rozsírit dospelé hematopoetické kmenové bunky (HSC) mimo lidské telo pro lékarskou potrebu pri transplantaci kostní drene - coz je zásadní krok k tomu, aby bylo mozné produkovat dostatecné kmenové bunky potrebné k obnovení zdravého krevního systému.
Vedci, kterí spolupracovali s vedci z Cancer Center Memorial-Sloan Kettering, popsali v casopise Krev jak oni vytvorili bílkoviny pro rozsírení dospelých HSCs, kdyz byly prevzaty z kostní drene dárce. Protein udrzuje rozsírené HSC v podobe stonku, címz zabranuje jejich diferenciaci na specializované krevní bunky predtím, nez jsou transplantovány do kostní drene príjemce.
Hledání kompatibilních dárcu drene je nárocné a dokonce i kdyz je nalezena "shoda", získávání dostatecných bunek kostní drene potrebných k transplantaci za pouzití soucasných metod obvykle znamená, ze k mobilizaci krevních kmenových bunek jsou zapotrebí dalsí kola.
Rozsírením zdravých HSC v laboratori nemusí být od dárcu sklizeno tolik kmenových bunek. Také krevní bunky dospelých krve by mohly být zmrazeny a ulozeny pro budoucí expanzi a pouzití - neco, co nelze delat se soucasnou technologií.
Dr. Pengbo Zhou, profesor patologie a laboratorní medicíny Weill Cornell, rekl:

"Nase práce dokazuje, ze dokázeme prekonat hlavní technickou prekázku expanze kmenových bunek urcených pro dospelé krev, coz je poprvé mozné je vyrábet v prumyslovém merítku."

Dr. Zhou to ríká bunky kostní drene mohou být jeden den umísteny vedle krevních bank, pokud tato nejnovejsí technologie projde budoucími testy.
Dr. Zhou ríká: "Bezprostredním cílem je, abychom zjistili, jestli od darcu nebudeme moci odebírat méne krevních kmenových bunek a rozsírit je o transplantaci, takze více lidí pravdepodobne dá více daru.Pokud mnoho lidí daruje, muzeme napsat bunky predtím, nez zmrazíme a ulozíme je, abychom poznali vsechny imunitní vlastnosti. Doufáme, ze kdyz pacient potrebuje transplantaci kostní drene k lécbe rakoviny nebo jiného onemocnení, najdeme bunky, které se shodují, rozsirují a pouzívají jim."
Vedci se domnívají, ze více lidí se muze nakonec rozhodnout, ze si ulozí své vlastní kostní dren pro prípadné budoucí pouzití. Vlastní krevní kmenové bunky osoby jsou nejlepsí lécbou pro vetsinu nádoru krve; lze je také pouzít ke zpomalení stárnutí a nekterých dalsích uzitecných úcelu.

Sifrovaný destrukcní signál

Hematopoietické kmenové bunky (HSC), které se nacházejí v kostní dreni, se mohou stát jakýmkoli typem krevních bunek, vcetne vsech typu imunitních bunek.
U pacientu s karcinomem krve zpusobených abnormálními krevními bunkami zahrnuje moznost lécby odstranení nezdravé kostní drene a transplantace zdravých krevních kmenových bunek od dárce. Pokud protinádorová lécba poskozuje pacientovou rakovinu, mohou potrebovat transplantaci kostní drene. Poruchy imunitní nedostatecnosti a jiné nemoci mohou být také léceny transplantací kostní drene.
Darování kostní drene je nekdy nárocný a bolestivý proces. Drene se extrahuje jehlou z velké kosti v celkové anestezii. Poskytnutí dostatecných kmenových bunek príjemcum muze také vyzadovat nekolik odberu extrakce kostní drene.

Vedci se snazí o nekolik let rozsirovat HSC. Zamerili se na transkripcní faktor HOXB4, který povzbuzuje HSCs k vytvárení kopií. Dr. Zhou rekl:Cím více HOXB4 proteinu je v kmenových bunkách, tím více se samy obnoví a rozsírí svou populaci."
Vsechny predchozí studie vsak selhaly z duvodu jejich pouzitelnosti. HSC jsou tvrde odolné vuci prenosu genu. Dosud nejúcinnejsím prostredkem k dodávání terapeutických genu do HSC v laboratorním prostredí bylo pouzití vozidel na bázi viru.
Vedci pouzili virus jako prostredek k dodávání terapeutického genu pacientum s SCID (tezké kombinované imunodeficience), aby obnovili imunitní systém. Nicméne ctyri deti vyvinuly lécebnou leukemii, protoze nebylo mozné kontrolovat, kde se virus vkládá do genomu. Casto virus vstupuje do genomu na horkých místech, které bud inaktivují nádorové supresorové geny nebo aktivují onkogeny.
Jiní vedci prokázali, ze je mozné prímo vlozit protein HOXB4 do extrahovaných kmenových bunek kostní drene. Dr. Zhou rekl: "Ale polocas rozpadu prírodních bílkovin je velmi krátký - asi hodinu. Takze to znamená, ze k rozsírení krevních kmenových bunek musí být tyto HOXB4 proteiny pridány po celou dobu. velmi nákladný, tento proces je jak drahý, tak nepraktický. "

Rozlisování muze zacít, pouze pokud je HOXB4 degradován

V této nejnovejsí studii Dr. Zhou, Dr. Malcolm a tým pouzívali jiný prístup. Vyhodnotili, proc HOXB4 protein nemá dlouhou zivotnost v HSCs, jakmile jsou tyto bunky odstraneny z výklenku ochranných kmenových bunek, které tise hnízdí dovnitr. Zjistili, ze pro to, aby kmenové bunky zacaly diferencovat, je nutné cílit na HOXB4 pro degradaci. "Diferenciace" znamená vývoj (zrání) do ruzných typu dospelých krevních bunek.
Dr. Zhou prohlásil, ze "HOXB4 zabranuje diferenciaci krevních kmenových bunek a soucasne jim umoznuje obnovit sebe sama".

CUL4, jiný protein, je oznacen na HOXB4, kdyz je tento protein urcen k nicení bunecným zarízením na nicení bílkovin, nasli vedci. Tým objevil, ze CUL4 "vidí" soubor ctyr aminokyselin na bílkovine (rozpozná proteiny tímto zpusobem). Dr. Zhou vysvetlil, ze HOXB4 má v sobe destrukcní signál, který CUL4 identifikuje a pusobí.
Zhou a tým syntetizovali protein HOXB4 s kódovaným destrukcním signálem.S pouzitím urcitých bakterií produkovali velké mnozství HOXB4 a pak je dodávali do kmenových bunek lidské krve v laboratori.
Dr. Zhou rekl:

"Kdyz maskujete degradacní signál CUL4, polocas rozpadu HOXB4 se prodluzuje az o 10 hodin. Inzenýrská jednotka HOXB4 se snazila rozsirovat kmenové bunky a zachovávat vsechny jeho vlastnosti kmenových bunek neposkozené.V dusledku toho bunky, které dostávají vytvorený HOXB4 prokázaly vynikající expanzní kapacitu nez ty, které dostávaly prirozený protein HOXB4. Studie na zvíratech prokázaly, ze transplantované inzenýrské lidské kmenové bunky si mohou zachovat své vlastnosti ve forme kmenových bunek v kostní dreni mysí. "

Pro získání dostatecných krevních kmenových bunek potrebných pro transplantaci pacienta a pro bankovnictví zahrnuje podávání proteinu HOXB4 kazdých 10 hodin, vysvetlovali vedci.
Dr. Zhou dodal: "To je konecný cíl toho, ceho se snazíme dosáhnout. Je pravdepodobné, ze mnoho úspechu dosáhne naplnení nasich cílu, zdá se vsak, ze jsme nasli zpusoby, jak resit jednu z hlavních prekázek expanze dospelých hematopoetických kmenových bunek."
Napsal Christian Nordqvist