NASA har laget stamceller "usynlig" for immunforsvaret

Forskere fra University of California i San Francisco brukte et system av genet redigering CRISPR-Cas9 for å lage den første pluripotente stamceller, som er funksjonelt "usynlig" for immunforsvaret. Denne hendelsen er biological engineering i laboratoriet lov til å forhindre avstøtning av stamceller transplantasjoner. Fordi disse "universal" stammen kan produseres mer effektivt enn stamceller, som er laget spesielt for hver pasient — så ofte har gjort før — en ny oppdagelse bringer regenerativ medisin nærmere virkeligheten.

CRISPR og stamceller

"Forskere ofte annonsere terapeutisk potensial av pluripotente stamceller som kan Modne i alle vev av et voksent menneske, men immunsystemet var den viktigste hindringen for å sikre og effektive stem cell therapy, sier Tobias Deus, lege og hovedforfatter av studien publisert i Nature Medicine på februar 18.

Det er ikke Immunforsvaret tilgivende. Det har blitt programmert for ødeleggelse av alt som kan oppfattes som fremmed, og dermed beskytter kroppen mot smittsomme sykdommer og andre inntrengere som kan forårsake skade, hvis du gir dem frihet til å handle. Det betyr også at det transplanterte organer, vev eller celler som er vurdert som potensielt farlige penetrasjon fra utsiden, som alltid er en sterk immunrespons som fører til pode avvisning. Når dette skjer, sier donor og mottaker er "uforenlig histocompatibility".

"Vi kan skrive medisiner som hemmer immunforsvaret aktivitet og redusere sannsynligheten for avvisning. Dessverre, suppressors av immunsystemet gjøre pasientene mer utsatt for infeksjoner og kreft," forklarer Professor i kirurgi Sonia Scrapper, ledende forfatter av studien.

I feltet av stilk cellen transplantasjon, forskere gang tenkt avslag problemet kan løses ved hjelp av induserte pluripotente stamceller (IPSC), som er opprettet fra fullt Modne celler, for eksempel hud eller fett celler, omprogrammeres og dermed til å være i stand til å utvikle seg til hvilken som helst av en rekke celler som utgjør vev og organer i kroppen. Hvis cellene som er avledet fra IPSC, å transplantere til samme pasient som har donert den første cellene, forskere trodde at kroppen ville se de transplanterte cellene som "sine egne" og ville ikke ha angrepet dem ved hjelp av immunsystemet.

I praksis, Derimot, er den kliniske bruken av IPSC har vært vanskelig. Av ukjente årsaker, mens celler av mange pasienter som har vist seg motstandsdyktig mot omprogrammering. Videre, produksjon av IPSC var dyrt og nødvendig tid brukt på hver pasient som ble behandlet med stem cell therapy.

"den IPSC teknologien har en rekke problemer, men det største hinderet er kvalitet, kontroll og reproduserbarhet. Vi vet ikke hva som gjør at noen celler som er resistente mot omprogrammering, men de fleste forskere er enige om at å vite er ennå ikke fått, sier Deus. "På grunn av dette, de fleste tilnærminger til individualisert terapi IPSC ble forlatt."

Deus og Scrapper lurte på om det er mulig å omgå disse problemene ved å opprette en "universal" IPSC, som kan brukes til alle trengende pasienten. I sin nye artikkel, de beskriver hvordan, etter endringer i aktiviteten av bare tre gener, IPSC fikk muligheten til å unngå avstøtning etter transplantasjon, mottakere med inkompatibilitet av histocompatibility, med en fullt funksjonell immunforsvaret.

"Dette er det første tilfellet når noen mottar engineering celler som kan være universelt transplantert, og som kan overleve i immunocompetent mottakere uten å forårsake immunrespons, sier Deus.

Forskere har brukt CRISPR å fjerne to gener som er nødvendig for riktig funksjon av en familie av proteiner kjent som major histocompatibility complex (HCGS) klasse i og II. GCGS proteiner på overflaten av nesten alle celler og representerer den molekylære signaler som hjelper immunsystemet å skille fra utenlandske innfødte. Celler mangler gener HKGS, ikke gi ut slike signaler, derfor, er ikke registrert som en fremmed. Imidlertid, celler som mangler proteiner GCGS, blir mål immunceller kjent som naturlige dreperceller (NK).

å Jobbe med Professor Lewis Lanier, team Scrapper fant at CD47, en celle overflate protein, som produserer "ikke spis meg" immun celler — makrofager, har også en sterk hemmende effekt på NK-celler.

å Tro at CD47 kan hold-tasten for å fullstendig opphør av avvisning, forskerne lastet CD47 genet i viruset som brakte ekstra kopier av genet i stamceller fra mus og menneske, som ble fjernet proteiner GCGS.

CD47 faktisk viste seg å være den manglende brikken i puslespillet. Når forskere transplantert deres trefoldig musen stilk cellen-ikke kompatibel mus med normalt immunforsvar, kunne de ikke se noen avvisning. De transplanterte på samme måte konstruert menneskelige stamceller er såkalte humanisert mus har immunforsvar er erstattet av komponenter av menneskets immunsystem — og igjen så ingenting.

I tillegg, forskere har trukket ut forskjellige typer hjerte-celler fra disse triple designetstamceller. Avledet fra stammen celler som hjerteceller var i stand til å leve lenge nok til å selv rudimentære form blodkar og hjerte muskelen. Kanskje en dag kan de brukes til gjenoppretting av den mislykkede hjerte.

Gjør Du godkjenner bruk av CRISPR til å behandle en mann? Fortell oss .