Găsirea unui donator potrivit pentru transplantul de măduvă osoasă este o sarcină dificilă pentru medici. Se dovedește adesea că cantitatea de celule stem obținută în timpul procedurii de colectare a măduvei osoase a unui donator nu este suficientă pentru transplant. Prin urmare, pentru a obține un număr suplimentar de celule din măduva osoasă, se repetă procedeul de împrejmuire.
Dezvoltarea unei metode eficiente care să permită creșterea numărului de GSK sănătoși în laborator va permite reducerea numărului de celule stem care trebuie obținute de la donator. De asemenea, va fi posibilă înghețarea celulelor stem adulte și depozitarea lor într-un borcan și, dacă este necesar, dezghețarea și utilizarea acestora, ceea ce este imposibil în acest moment.
Rezultatele studiului nostru au aratat ca putem depasi principalul obstacol tehnic care impiedica cresterea numarului de celule stem adulte in laborator, ceea ce face posibila pentru prima data pentru a obtine HSC la o scara industriala. - a spus șeful studiului, dr. Pengbo Zhou (Pengbo Zhou), profesor de patologie și medicină de laborator de la Colegiul Medical Wyll Cornell.
Potrivit dr. Jou, în cazul în care metoda propusă trece cu succes testul, băncile de celule stem pot avea loc lângă băncile de sânge. "Vom putea sfârși celulele înainte de a le îngheța și a le pune în bancă, astfel încât să puteți stabili toate caracteristicile lor imune. Sperăm că, atunci când pacientul are nevoie de transplant de măduvă osoasă pentru tratamentul cancerului sau a altor boli, putem găsi o celulă potrivită pentru el să le propage și de a folosi in clinica. " spune Dr. Joe.
Potrivit dr. Jou, dacă doriți, oamenii pot pune propriile celule din măduva osoasă în bancă și le pot folosi, dacă este necesar. Folosirea celulelor stem sangvine autologe este nu numai cea mai eficienta metoda de a trata multe tipuri de cancer de sange - acestea pot fi folosite si in alte scopuri, de exemplu pentru a incetini procesul de imbatranire. - spune el.
Deghizați semnalul spre distrugere
Mădua osoasă este "casa" HSC, din care se formează toate tipurile de celule sanguine, inclusiv celule ale sistemului imunitar. Unul dintre tratamentele pentru pacienții cu cancer de sange in organism ca celulele sanguine defecte sunt formate, este de a elimina maduva osoasa bolnave, si transplantul de linguri donatori sănătoși de celule sanguine, care trebuie să ia un spațiu „liber“. În plus, pacienții care suferă de anumite tipuri de cancer suferă transplant de măduvă osoasă dacă funcționarea normală a măduvei lor osoase a fost compromisă de medicamente chimioterapeutice. Transplantul măduvei osoase poate fi, de asemenea, utilizat pentru a trata pacienții cu alte boli, de exemplu bolile însoțite de imunodeficiență.
Cu toate acestea, donarea măduvei osoase poate fi o procedură debilitantă și dureroasă, în timpul căreia măduva osoasă este extrasă cu un ac din os, sub anestezie generală. Un donator poate trece prin aceeași procedură de mai multe ori pentru ca destinatarul să primească cantitatea potrivită de celule stem.
Problemele existente în obținerea măduvei osoase au servit drept bază pentru mai multe studii care vizează crearea unor metode eficiente de creștere a numărului de HSCs obținute. Obiectul principal al acestor studii a fost factorul de transcriere HOXB4, care stimulează GSK să reproducă propriile sale copii. Cu cât proteinele HOXB4 sunt mai multe în celulele stem, cu atât mai mult ele se vor reînnoi și vor crește populația. " spune Dr. Joe.
Din păcate, metodele propuse anterior de propagare a GCS au fost greu de aplicat în practică. GSK sunt cunoscute a fi imun la terapia genică. Utilizarea vectorilor virali este încă cea mai eficientă metodă de a furniza gene terapeutice în HSC în laborator. Anterior, oamenii de stiinta au folosit virusul ca vector pentru furnizarea de gene terapeutice la pacientii cu sindrom de imunodeficienta combinata severa (TCCI) pentru a-si corecta sistemul imunitar. Cu toate acestea, patru copii care au suferit un astfel de tratament au avut leucemie. Motivul pentru aceasta a fost incapacitatea de a determina care virus este introdus în genomul celulelor. Adesea, introducerea virusului are loc în așa-numitele "puncte fierbinți" ale genomului, activând oncogene și genele inactivatoare de supresoare tumorale.
Rezultatele studiilor au arătat că este posibil să se facă fără terapia genică și să se introducă direct proteina HOXB4 în celulele stem extrase ale măduvei osoase. Pentru a face acest lucru este suficient sa ataseze o proteina mica, jucand rolul unui vehicul care va transfera proteine prin membrana citoplasma direct in nucleul celulei. Dar timpul de înjumătățire al proteinei naturale este foarte scurt și este de aproximativ o oră. Prin urmare, pentru a crește populația de celule stem din sânge, proteinele HOXB4 trebuie să fie adăugate continuu în cultură. Deoarece costul lor este destul de ridicat, acest proces va fi atât de costisitor și impracticant în același timp. " Spune Joey.
Dr. Jaw și echipa sa științifică împreună cu echipa de cercetare a Dr. Malcolm A.S. Moore (Malcolm A. S. Moore) din Centrul de Cancer Memorial-Sloan Kettering (SUA) a aplicat o abordare diferită în rezolvarea problemei. Ei au stabilit motivul pentru care proteina HOXB4 afectează HSC numai o perioadă scurtă de timp odată ce celulele sunt transferate din măduva osoasă. Sa dovedit că celulele stem încep să se diferențieze atunci când proteina HOXB4 se prăbușește, adică primește un semnal de degradare. "Proteina HOXB4 previne începutul diferențierii celulelor stem, permițându-le, în același timp, să se reînnoiască." spune Dr. Joe.
Oamenii de știință au descoperit că proteina HOXB4 este recunoscută de o proteină specifică CUL4, care provoacă apoi degradarea acesteia.
Echipa de cercetare a construit o proteină sintetică HOXB4 cu un semnal mascat pentru degradare. Ei au primit o cantitate mare de proteine din bacterii și apoi au transmis proteina celulelor stem umane în laborator. "Dacă mascați semnalul pentru degradarea proteinei HOXB4, perioada de înjumătățire crește până la aproape 10 ore. Proteina construită HOXB4 își desfășoară activitatea în ceea ce privește creșterea numărului de celule stem și, în același timp, nu afectează alte proprietăți ale celulelor stem. Ca urmare, capacitatea de a multiplica celulele expuse la proteina HOXB4 ingineria a fost mai mare decât cea a celulelor expuse la HOXB4 natural. Rezultatele studiului la șoareci au arătat că, atunci când sunt transplantate în măduva osoasă a animalelor, celulele stem umane construite își păstrează proprietățile stem. " spune Dr. Joe.
Potrivit Dr. Zhou, proteina HOXB4 proiectat poate fi administrată la aproximativ fiecare 10 ore, pentru a obține necesarul pentru transplant de la pacient sau la sediul băncii pentru a stoca numărul de celule stem din sange. "Acesta este scopul nostru final, pe care încercăm să-l realizăm. Probabil trebuie să depășească multe obstacole înainte de scopul final este atins, dar se pare că am găsit o modalitate de a face cu cea mai mare provocare. " a spus dr. Jou.
Tehnologie Center și Cornell Comercializarea (Cornell Centrul de Tehnologie Enterprise si comercializare, CCTEC. Statele Unite ale Americii), în numele Colegiului Medical Cornell Uayll aplicat pentru un brevet care asigură dreptul de proprietate asupra dreptului la tehnica dezvoltată.
O nouă metodă de laborator permite creșterea numărului de celule stem din sânge care pot fi utilizate în viitor pentru transplantul de măduvă osoasă. (foto: Imagine de la curtea Weill Cornell Medical College)
Bazat pe Colegiul Medical Weill Cornell