Культивування стовбурових клітин у лабораторії дасть змогу подолати імунне відторгнення органів

Дослідження, проведене вченими з Південно-західного медичного центру Техаського університету, щойно опубліковане Cell Press у журналі Cell Stem Cell, може допомогти розробити більш перспективні терапевтичні стратегії для трансплантації гемопоетичних стовбурових клітин. Попереднє культивування цих клітин у лабораторії протягом приблизно тижня може допомогти подолати одну з найскладніших перешкод на шляху до успішної трансплантації: імунне відторгнення.

Гемопоетичні стовбурові клітини (ГСК) – це клітини, які дають початок усім типам клітин крові. Трансплантація гемопоетичних клітин використовується для лікування лейкемії, лімфоми та інших видів раку, а також аутоімунних захворювань.

Кістковий мозок. Світлова мікрофотографія стовбурових клітин, що дають початок клітинам крові. Лейкоцити великі та фіолетові, еритроцити бліді, а тромбоцити – маленькі фіолетові гранули. Клітини крові постійно виробляються в кістковому мозку, оскільки їхній термін життя дуже короткий. Еритроцити, тромбоцити та всі три типи лейкоцитів (гранулоцити, лімфоцити та моноцити) походять з однієї предкової клітини – мультипотентної стовбурової клітини. (Фото: Astrid & Hanns-Frieder Michler/Science Photo Library, P234/0030)

Однак, недостатнє розуміння взаємодії між гемопоетичними стовбуровими клітинами та імунною системою реципієнта значно ускладнює як дослідження стовбурових клітин, так і розвиток практичної трансплантології. Існує значний ризик того, що трансплантовані клітини не будуть прийняті організмом господаря, тобто нові клітини будуть відторгнуті його імунною системою. Серед основних проблем алогенної трансплантації є низький рівень приживлення донорських трансплантатів та високий ризик розвитку небезпечної для життя реакції «трансплантат проти господаря». Трансплантація очищених алогенних ГСК знижує ризик останнього, але призводить до зменшення приживлення.

Хоча вченим відомі деякі причини таких невдач, багато питань залишаються без відповіді. «Вирішення цих проблем сприятиме розумінню імунології гемопоетичних стовбурових клітин та інших стовбурових клітин і значно просуне практичну трансплантацію», – сказав керівник дослідження доктор Чен Чен Чжан.

Доктор Чжан та його колеги вже показали, що гемопоетичні стовбурові клітини (ГСК) людини та миші можна успішно вирощувати в лабораторії, а потім використовувати для трансплантації. Водночас певні зміни спостерігаються в багатьох білках, що експресуються на поверхні таких клітин. Вчених цікавило, чи може такий «позатілесний досвід» також змінити функціональні властивості ГСК та зробити їх більш придатними для трансплантації.

Трансплантологи особливо зацікавлені в клінічно значущих алогенних трансплантаціях, тобто трансплантаціях між генетично різними особами, включаючи братів і сестер та неспоріднені пари донор/реципієнт. Група доктора Чжана трансплантувала як свіжоізольовані, так і вирощені в лабораторії ГСК мишам і виявила, що клітини, які перебували в лабораторії близько тижня, значно рідше впливали на імунну систему реципієнта. Мишачі гемопоетичні стовбурові клітини, культивовані ex vivo, успішно подолали бар'єр головного комплексу гістосумісності та заселили кістковий мозок алогенних мишей-реципієнтів. Завдяки восьмиденному культивуванню алографти змогли прижитися в 40 разів.

Дослідники вирішили детальніше вивчити механізм, що лежить в основі цього ефекту, і виявили, що цьому збільшенню сприяли як збільшення кількості ГСК, так і індуковане культурою збільшення експресії специфічного інгібітора імунної системи CD274 (B7-H1 або PD-L1) на поверхні клітин.

«Ця робота має пролити нове світло на імунологію гемопоетичних стовбурових клітин та інших стовбурових клітин і може призвести до розробки нових стратегій успішної алогенної трансплантації», – підсумував доктор Чжан. «Можливість розмножувати донорські людські ГСК у культурі та трансплантувати їх людям, генетично віддаленим від донорів, уникаючи розвитку реакції «трансплантат проти господаря», вирішить важливу проблему в цій галузі».

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]