Ekspanderende blodstamceller til knoglemarvstransplantation - ny metode udviklet


Ekspanderende blodstamceller til knoglemarvstransplantation - ny metode udviklet

Forskere ved Weill Cornell Medical College mener, at de har løst, hvordan man udvider voksne hæmatopoietiske stamceller (HSC'er) udenfor menneskekroppen til medicinsk brug i knoglemarvstransplantation - et vigtigt skridt i retning af at kunne producere nok stamceller, der kræves for at genetablere en sund Blodsystem.

Forskerne, der arbejder sammen med forskere fra Memorial-Sloan Kettering Cancer Center, beskrevet i tidsskriftet Blod Hvordan de skabte et protein for at udvide voksne HSCs, da de blev taget fra en donors knoglemarv. Proteinet holder de ekspanderede HSC'er i en stamlignende tilstand, der forhindrer dem i at differentiere i specialiserede blodlegemer, før de transplanteres i modtagerpatientens knoglemarv.

At finde ud af kompatible donorer er udfordrende, og selv når en "match" er fundet, høster nok knoglemarvsceller krævet til en transplantation ved hjælp af nuværende metoder, betyder det sædvanligvis, at yderligere afrundningsrunder er nødvendige for at mobilisere blodstamceller.

Ved at udvide sunde HSC'er i laboratoriet skal ikke så mange stamceller høstes fra donorer. Også stamceller fra voksne blod kan fryses og opbevares til fremtidig udvidelse og brug - noget der ikke kan gøres med den nuværende teknologi.

Dr. Pengbo Zhou, professor i patologi og laboratoriemedicin hos Weill Cornell, sagde:

"Vores arbejde viser, at vi kan overvinde en stor teknisk hindring i udvidelsen af ​​stamceller fra voksne blod, der gør det muligt for første gang at producere dem i industriel skala."

Dr. Zhou siger det Knoglemarv banker kan en dag blive placeret ved siden af ​​blodbanker, hvis denne nyeste teknologi passerer fremtidige tests .

Dr. Zhou siger: "Det umiddelbare mål er for os at se, om vi kan tage færre blodstamceller fra en donor og udvide dem til transplantation. På den måde kan flere mennesker være mere tilbøjelige til at donere. Hvis mange mennesker donerer, så kan vi skrive Cellerne før vi fryser og banker dem, så vi kender alle immunkarakteristika. Håbet er, at når en patient har brug for en knoglemarvstransplantation til behandling af kræft eller en anden sygdom, kan vi finde de celler, der matcher, udvide dem og bruge dem dem."

Forskerne mener, at flere mennesker i sidste ende kan vælge at opbevare deres eget marv for potentiel fremtidig brug. En persons egne blodstamceller er den bedste behandling for de fleste blodkræftformer; De kan også bruges til at bremse aldring, og nogle andre nyttige formål.

En scrambled Destruction Signal

Hæmatopoietiske stamceller (HSC'er), der befinder sig i knoglemarv, kan blive en hvilken som helst type blodcelle, herunder enhver type immuncelle.

For patienter med blodcancer forårsaget af abnormale blodlegemer inkluderer en behandlingsmulighed at fjerne den usunde marv og transplantere friske blodstamceller fra en donor. Hvis anti-cancer-terapier beskadiger en kræftpatients blod, kan de have brug for en knoglemarvstransplantation. Immundefektforstyrrelser og andre sygdomme kan også behandles med knoglemarvstransplantationer.

Donering af knoglemarv er nogle gange en vanskelig og smertefuld proces. Mærgen ekstraheres med en nål fra en stor knogle under generel anæstesi. Tilvejebringelse af nok stamceller til modtagerne kan også kræve flere sessioner af knoglemarvsekstraktion.

Forskere har forsøgt at udvide HSCs i et par år. De har fokuseret på transkriptionsfaktoren HOXB4, som opfordrer HSC'er til at lave kopier af sig selv. Dr. Zhou sagde " Jo mere HOXB4-protein der er i stamceller, desto mere vil de selvfornyelse og udvide deres befolkning. "

Alle tidligere undersøgelser har imidlertid svigtet på grund af deres anvendelighed. HSC'er er stædigt resistente over for genoverførsel. Hidtil har det mest effektive middel til at levere terapeutiske gener til HSC'er i laboratorieindstillingen været med virusbaserede køretøjer.

Forskere brugte en virus som et middel til at levere et terapeutisk gen til patienter med SCID (alvorlig kombineret immundefekt sygdom) for at genetablere deres immunsystem. Dog udviklede fire børn behandlingsrelateret leukæmi, fordi det var umuligt at kontrollere, hvor i genomet viruset indsætter sig selv. Ofte kommer virussen ind i genomet på de hotspots, som enten inaktiverer tumor suppressor gener eller aktiverer onkogener.

Andre forskere har påvist, at direkte indsættelse af HOXB4-protein i ekstraherede knoglemarvs stamceller er muligt. Dr. Zhou sagde "Men halveringstiden for det naturlige protein er meget kort - cirka en time. Så det betyder, at disse HOXB4 proteiner skal tilføjes hele tiden, for at udvide blodstamceller. Meget dyrt, denne proces er både dyr og upraktisk. "

Differentiering kan kun starte, når HOXB4 er nedbrudt

I dette seneste studie tog Dr. Zhou, Dr. Malcolm og teamet en anden tilgang. De sætter ud til at bestemme, hvorfor HOXB4-protein ikke er langvarigt i HSC'er, når disse celler er fjernet fra den beskyttende stamcelle niche, som de nest stille. De fandt, at for at stamcellerne skulle begynde at differentiere, er det nødvendigt at målrette HOXB4 For nedbrydning. "Differentierende" betyder udvikling (modning) i forskellige typer af voksne blodlegemer.

Dr. Zhou sagde "HOXB4 forhindrer blodstamceller i at differentiere, samtidig med at de kan forny sig selv."

CUL4, et andet protein, er mærket på HOXB4, når sidstnævnte protein er bestemt til destruktion af cellens protein destruktion apparat, forskerne fundet. Holdet opdagede, at CUL4 "ser" et sæt af fire aminosyrer på proteinet (det genkender proteinet på den måde). Dr. Zhou forklarede, at HOXB4 har et ødelæggelsessignal, som CUL4 identificerer og handler om.

Zhou og team syntetiserede et HOXB4 protein med et krypteret ødelæggelsessignal. Ved anvendelse af visse bakterier producerede de store mængder HOXB4 og leverede det derefter til stamceller fra mennesker i laboratoriet.

Dr. Zhou sagde:

"Når du maskerer CUL4 nedbrydningssignalet, udvides HOXB4s halveringstid i op til 10 timer. Den udviklede HOXB4 gjorde sit job for at udvide stamcellen, samtidig med at alle stamcelleegenskaber holdes intakte. Som følge heraf modtager celler, der modtager den udviklede HOXB4 Demonstreret overlegen ekspansionskapacitet end dem, der blev givet naturlige HOXB4-proteiner. Dyreforsøg viste, at de transplanterede manipulerede humane stamceller kan bevare deres stamcellelignende kvaliteter i musemargvæv."

For at få nok blodstamceller, der kræves til patienttransplantation og til banklægning, involverer administration af protein HOXB4 hver 10. time eller deromkring , Forklarede forskerne.

Dr. Zhou tilføjede: "Dette er det ultimative mål for det, vi forsøger at opnå. Der er sandsynligvis mange vejspærringer i forvejen for at nå vores mål, men vi synes at have fundet måder at håndtere en stor forhindring af voksen hæmatopoietisk stamcelleudvidelse."

How young blood might help reverse aging. Yes, really | Tony Wyss-Coray (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom