Teelt van stamcellen in het laboratorium zal de immuunafstoting van organen overwinnen

Een studie van wetenschappers van het Southwestern Medical Center van de University of Texas (University of Texas), zojuist gepubliceerd door Cell Press in het tijdschrift Cell Stem Cell, kan helpen bij het ontwikkelen van meer veelbelovende therapeutische strategieën voor transplantatie van hematopoietische stamcellen. Voorlopige kweek van deze cellen in het laboratorium gedurende ongeveer een week kan het mogelijk maken om een van de moeilijkste obstakels voor succesvolle transplantatie te overwinnen - afwijzing van het immuunsysteem.

Hematopoëtische stamcellen (hematopoietische stamcellen, HSC's) zijn cellen die aanleiding geven tot alle typen bloedcellen. Hematopoietische celtransplantatie wordt gebruikt voor de behandeling van leukemie, lymfoom en andere soorten kanker, evenals auto-immuunziekten.

Beenmerg. Lichtmicrofoto van stamcellen, die aanleiding geven tot bloedcellen. Witte bloedcellen - grote, paarse, rode bloedcellen - bleek, bloedplaatjes - kleine paarse korrels. Bloedcellen worden constant gevormd in het beenmerg, omdat de levensduur erg kort is. Rode bloedcellen, bloedplaatjes en alle drie de soorten witte cellen (granulocyten, lymfocyten en monocyten) zijn afkomstig van één oudercel - de multipotente stamcel. (Foto: Astrid & Hanns-Frieder Michler / Science Photo Library, P234 / 0030)

Het gebrek aan begrip van de interactie tussen hematopoietische stamcellen en het immuunsysteem van het ontvangende organisme bemoeilijkt echter zowel stamcelonderzoek als de ontwikkeling van praktische transplantologie aanzienlijk. Er is een aanzienlijk risico dat getransplanteerde cellen niet door het gastheerorganisme worden geaccepteerd, dat wil zeggen dat nieuwe cellen door het immuunsysteem worden weggerukt . Een van de belangrijkste problemen van allogene transplantatie is een lage mate van transplantatie van donortransplantaties en een hoog risico op levensbedreigende graft-versus-host-ziekte. Transplantatie van gezuiverd allogene HSC vermindert het risico van de laatste, maar leidt tot een vermindering van de engraftment.

Hoewel wetenschappers enkele van de redenen voor dergelijke mislukkingen kennen, blijven veel vragen onbeantwoord. "Het oplossen van deze problemen zullen bijdragen aan het begrip van de immunologie van hematopoietische stamcellen en andere stamcellen, en aanzienlijke vooruitgang geboekt in de praktijk van de transplantatie," - zei onderzoeksleider Dr. Chen Chen Chang (Cheng Cheng Zhang).

Dr. Zhang en zijn collega's hebben al bewezen dat menselijke en muizenhemopoietische stamcellen (HSC) met succes in het laboratorium kunnen worden gekweekt en vervolgens voor transplantatie kunnen worden gebruikt. Tegelijkertijd zijn er in veel eiwitten die op het oppervlak van dergelijke cellen worden uitgedrukt, bepaalde veranderingen. Wetenschappers zijn geïnteresseerd in de vraag of een dergelijke "uittredende ervaring" de functionele eigenschappen van HSC kan veranderen en ze meer geschikt maakt voor transplantatie.

Transplantologen zijn vooral geïnteresseerd in klinisch significante allogene transplantaten, dat zijn transplantaties tussen genetisch verschillende individuen, inclusief broers en zussen en niet-verwante paren van donor en ontvanger. Groep Dr. Zhang getransplanteerde muizen zoals zojuist gekozen GSK, GSK en gekweekt in het laboratorium en vond dat de cellen die worden "vastgehouden" in het laboratorium voor ongeveer een week, veel minder vaak in strijd is met het immuunsysteem van de ontvanger in het lichaam. Ex vivo muizenhematopoëtische stamcellen overwonnen met succes de barrière van het belangrijkste histocompatibiliteitscomplex en koloniseerden het beenmerg van allogene ontvangermuizen. Het gebruik van een cultuur van acht dagen resulteert in een 40-voudige toename van het vermogen van allograften om te worden geënt.

Onderzoekers besloten het onderliggende mechanisme van dit effect nader onderzocht en vonden dat de bijdrage aan de verhoging wordt gemaakt als een toename van het aantal HSC en cultuur geïnduceerde toename van de expressie op het oppervlak van CD274 specifieke remmer van immuunsysteemcellen (B7-H1 of PD-L1).

"Dit werk zou een nieuw licht moeten werpen op het begrip van de immunologie van hematopoietische stamcellen en andere stamcellen en kan leiden tot de ontwikkeling van nieuwe strategieën voor succesvolle allogene transplantatie", concludeert Dr. Zhang. "De mogelijkheid om menselijke donor HSCs reproduceren in cultuur en getransplanteerd aan de mensen die genetisch verre zijn van de donor, terwijl het vermijden van de reactie van" graft versus host "de beslissing van de belangrijkste problemen op dit gebied zal zijn."

[1], [2], [3]