Bloedstamcellen voor botmurgtransplantatie uitbreiden - nieuwe methode ontwikkeld


Bloedstamcellen voor botmurgtransplantatie uitbreiden - nieuwe methode ontwikkeld

Wetenschappers van Weill Cornell Medical College zijn van mening dat ze hebben opgelost hoe volwassen hematopoietische stamcellen (HSC's) buiten het menselijk lichaam worden uitgebracht voor medisch gebruik in de beenmergtransplantatie - een belangrijke stap in de richting van het produceren van genoeg stamcellen die nodig zijn om een ​​gezonde gezondheid te herstellen Bloed systeem.

De onderzoekers, samen met wetenschappers uit Memorial-Sloan Kettering Cancer Center, beschreven in het tijdschrift Bloed Hoe ze een eiwit creëren om volwassen HSC's uit te breiden wanneer ze uit het beenmerg van een donor werden genomen. Het eiwit houdt de geëxpandeerde HSCs in een stamachtige staat, waardoor ze niet in gespecialiseerde bloedcellen kunnen differentiëren voordat ze in het beenmerg van de ontvanger worden getransplanteerd.

Het zoeken naar compatibele gemarkeerd donoren is uitdagend, en zelfs wanneer er een "match" is gevonden, worden genoeg beenmergcellen die nodig zijn voor een transplantatie met behulp van actuele methoden, meestal betekenen dat er extra ronden van oogsten nodig zijn om bloedstamcellen te mobiliseren.

Door het uitbreiden van gezonde HSC's in het laboratorium, moeten niet zo veel stamcellen van donoren worden geoogst. Ook stamcellen van volwassen bloed kunnen worden bevroren en opgeslagen voor toekomstige uitbreiding en gebruik - iets dat niet met de huidige technologie kan worden gedaan.

Dr. Pengbo Zhou, hoogleraar pathologie en laboratoriumgeneeskunde bij Weill Cornell, zei:

"Ons werk laat zien dat we een belangrijke technische hindernis kunnen overwinnen bij de uitbreiding van stamcellen van volwassen bloed, waardoor het voor de eerste keer mogelijk is ze op industriële schaal te produceren."

Dr. Zhou zegt dat Beenmergbanken kunnen op een dag naast bloedbanken geplaatst worden, als deze laatste technologie toekomstige tests doorgaat .

Dr. Zhou zegt: "Het onmiddellijke doel is om te zien of we minder bloedstamcellen van een donor kunnen nemen en ze uitbreiden voor transplantatie. Zo kunnen meer mensen meer doneren. Als veel mensen doneren, dan kunnen we typen De cellen voordat we bevriezen en banken, zodat we alle immuunseigenschappen kunnen kennen. De hoop is dat wanneer een patiënt een beenmergtransplantatie nodig heeft om kanker of een andere ziekte te behandelen, de cellen die overeenkomen, kunnen vinden, uitbreiden en gebruiken hen."

De wetenschappers geloven dat meer mensen uiteindelijk kunnen kiezen om hun eigen merg op te slaan voor toekomstig gebruik. De eigen bloedstamcellen van een persoon zijn de beste behandeling voor de meeste bloedkanker; Ze kunnen ook gebruikt worden om veroudering te vertragen, en een aantal andere nuttige doeleinden.

Een Scrambled Destruction Signal

Hematopoietische stamcellen (HSC's) die zich in het beenmerg bevinden, kunnen elk type bloedcel worden, met inbegrip van elk type immuuncel.

Voor patiënten met bloedkanker veroorzaakt door abnormale bloedcellen omvat een behandelingsoptie het verwijderen van de ongezonde merg en het transplanteren van gezonde bloedstamcellen van een donor. Als anti-kanker therapieën het bloed van een kankerpatiënt beschadigen, hebben ze mogelijk een beenmergtransplantatie nodig. Immuniteitsgebreksstoornissen en andere aandoeningen kunnen ook worden behandeld met beenmergtransplantaties.

Donatie van beenmerg is soms een lastig en pijnlijk proces. De merg wordt geëxtraheerd met een naald van een groot bot onder algemene verdoving. Het verstrekken van genoeg stamcellen voor de ontvangers kan ook meerdere sessies van beenmergwinning vereisen.

Wetenschappers proberen HSCs voor een paar jaar uit te breiden. Zij hebben zich geconcentreerd op de transcriptiefactor HOXB4, die HSC's aanmoedigt om kopieën van zichzelf te maken. Dr. Zhou zei " Hoe meer HOXB4-eiwitten er in stamcellen zijn, des te meer zullen ze hun eigen bevolking vernieuwen en uitbreiden. "

Alle eerdere studies hebben echter mislukt vanwege hun toepasselijkheid. HSC's zijn koppig bestand tegen genoverdracht. Tot nu toe is het meest efficiënte middel om therapeutische genen te leveren in HSC's in de laboratoriumomgeving met virus gebaseerde voertuigen.

Wetenschappers gebruikten een virus als een middel om een ​​therapeutisch gen te leveren bij patiënten met SCID (ernstige gecombineerde immunodeficiëntie) om hun immuunsysteem te herstellen. Echter, vier kinderen ontwikkelden behandelingsgerelateerde leukemie omdat het onmogelijk was om te bepalen waar in het genoom het virus zelf invoegt. Vaak komt het virus in het genoom op de hot spots die tumoronderdrukkende genen inactiveren of oncogenen activeren.

Andere wetenschappers hebben aangetoond dat het direct inbrengen van HOXB4-eiwit in extractie van beenmergstamcellen mogelijk is. Dr. Zhou zei: "Maar de halveringstijd van het natuurlijke eiwit is erg kort - ongeveer een uur. Dus dat betekent dat deze HOXB4 eiwitten altijd moeten worden toegevoegd om de bloedstamcellen uit te breiden. Omdat de eiwitten zijn Erg duur, dit proces is zowel duur als onpraktisch. '

Differentiating kan alleen starten als HOXB4 wordt afgebroken

In dit laatste onderzoek nam Dr. Zhou, Dr. Malcolm en team een ​​andere aanpak. Ze hebben vastgesteld om te bepalen waarom HOXB4-eiwit niet langdurig in HSC's is, zodra deze cellen verwijderd zijn van de beschermende stamcel niche die ze rustig nesten. Ze vonden dat voor de stamcellen om te differentiëren, het nodig is om HOXB4 te targeten Voor afbraak. "Differentiating" betekent ontwikkeling (rijping) in verschillende soorten volwassen bloedcellen.

Dr. Zhou zei: "HOXB4 voorkomt dat bloedstamcellen onderscheiden, terwijl ze tegelijkertijd hen kunnen verlengen."

CUL4, een ander eiwit, is getekend op HOXB4 wanneer het laatste eiwit bestemd is voor vernietiging door het eiwitvernietigingsapparaat van de cel, vonden de wetenschappers. Het team ontdekte dat CUL4 een set van vier aminozuren op het eiwit ziet (het herkent het eiwit op die manier). Dr. Zhou legde uit dat HOXB4 erin een vernietigingssignaal beschikt die CUL4 identificeert en handelt.

Zhou en team synthetiseerde een HOXB4-eiwit met een gecodeerde vernietigingssignaal. Met behulp van bepaalde bacteriën produceerden ze grote hoeveelheden HOXB4, en leverden ze vervolgens in bloedcellen in menselijk bloed in het laboratorium.

Dr. Zhou zei:

"Wanneer u het CUL4-afbraakssignaal maskert, versterkt de halveringstijd van HOXB4 gedurende maximaal 10 uur. De ingebouwde HOXB4 heeft zijn werk verricht om de stamcel uit te breiden, terwijl alle eigenschappen van de stamcellen intact zijn. Als gevolg hiervan krijgen de cellen die de geanimeerde HOXB4 ontvangen Bewezen superieure expansiecapaciteit dan die van natuurlijk HOXB4-eiwit. Dierstudies hebben aangetoond dat de getransplanteerde gemanipuleerde menselijke stamcellen hun stamcelachtige eigenschappen in muismerg kunnen behouden."

Om voldoende bloedstamcellen te maken die nodig zijn voor een transplantatie van een patiënt en voor bankieren, is het elke 10 uur of zo nodig om eiwit HOXB4 te geven , Legden de wetenschappers uit.

Dr. Zhou heeft toegevoegd: "Dit is het ultieme doel voor wat we proberen te bereiken. Er zijn waarschijnlijk veel wegblocks voor onze doelen te bereiken, maar we lijken te hebben gevonden manieren om te gaan met een grote hindernis van volwassen hematopoietische stamcellen uitbreiding."

A Stem Cell Story (Video Medische En Professionele 2023).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Ziekte