CRISPR прави стволови клетки невидими за имунната система.

Учени от Университета в КалифорнияСан Франциско използва системата за редактиране на гени CRISPR-Cas9, за да създаде първите плурипотентни стволови клетки, които са функционално „невидими” за имунната система. Такова събитие на биологично инженерство в лабораторията ни позволи да предотвратим отхвърлянето на трансплантациите на стволови клетки. Тъй като тези „универсални” стволови клетки могат да бъдат направени по-ефективно от стволовите клетки, които са направени специално за всеки пациент - както често са правяли преди това - едно ново откритие носи регенеративната медицина с една стъпка по-близо до реалността.

CRISPR и стволови клетки

"Учените често рекламират терапияпотенциалът на плурипотентни стволови клетки, които могат да узреят във всяка възрастна тъкан, но имунната система е основна пречка за безопасна и ефективна терапия със стволови клетки, ”казва Тобиас Деуз, MD и водещ автор на проучване, публикувано в Nature Medicine на 18 февруари.

Имунната система не прощава. Той е програмиран да унищожи всичко, което се възприема като чуждо, и по този начин предпазва тялото от инфекциозни агенти и други нарушители, които могат да бъдат вредни, ако им се даде свобода на действие. Това означава също, че трансплантираните органи, тъкани или клетки се считат за потенциално опасно проникване отвън, което неизменно предизвиква силен имунен отговор, водещ до отхвърляне на трансплантант. Когато това се случи, се казва, че донорът и получателят са "несъвместими за хистосъвместимост".

- Можем да инжектираме наркотици, които възпрепятстватимунната активност и намаляват вероятността за отхвърляне. За съжаление, потискащите имунитета правят пациентите по-податливи на инфекции и рак, ”обяснява професорът по хирургия Соня Шрьопфер, старши автор на изследването.

В областта на трансплантацията на стволови клетки ученитеслед като беше решено, че проблемът с отхвърлянето може да бъде решен с помощта на индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPScs), които са създадени от напълно зрели клетки, като кожа или мастни клетки, препрограмирани да се развият в някоя от многото клетки, които съставят тяло. Ако клетките, получени от iPSCs са били трансплантирани на един и същ пациент, който е дарил оригиналните клетки, учените смятат, че тялото ще види трансплантираните клетки като „свои“ и няма да ги атакува с помощта на имунната система.

На практика обаче клиничното използване на iPScсе оказа трудно. По причини, които все още не са разбрани, клетките на много пациенти са имунизирани срещу препрограмиране. В допълнение, производството на iPSCs е скъпо и отнема много време за всеки пациент, който е лекуван с терапия със стволови клетки.

„Технологията ipcc има много проблеми, ноГоляма пречка е контролът на качеството и възпроизводимостта. Ние не знаем какво прави някои клетки непрограмируеми, но повечето учени са съгласни, че все още не е възможно да се открие, ”казва Deoes. "Поради това повечето подходи за индивидуализирана iPSS терапия са изоставени."

Дез и Шрепфер се чудеха дали е възможно да се придвижваметези проблеми, създавайки "универсален" iPSC, който може да се използва от всеки пациент в нужда. В новата си статия те описват как след промяна на активността само на три гена iPSCs са могли да избегнат отхвърлянето след трансплантация на реципиенти с несъвместимост с хистосъвместимост, с напълно функционална имунна система.

- Това е първият път, когато някой станеинженерни клетки, които могат да бъдат трансплантирани универсално и които могат да оцелеят в имунокомпетентни реципиенти, без да предизвикват имунен отговор, ”казва DeWes.

Учените първо използвали CRISPR за премахванедва гена, които са необходими за правилното функциониране на семейството протеини, известни като основен комплекс за хистосъвместимост (GCGS) от клас I и II. GCGS протеините се намират на повърхността на почти всички клетки и показват молекулярни сигнали, които помагат на имунните системи да различават чуждите от местните. Клетките, в които няма GCGS гени, не дават такива сигнали, следователно те не са регистрирани като чужди. Въпреки това, клетките, които нямат GCGS протеини, стават мишени на имунни клетки, известни като клетки на естествени клетъчни убийци (NK).

Работейки с проф. Люис Лание, екипаSchrepfer открива, че CD47, протеин на клетъчна повърхност, който дава сигнал "не ме ядат" на имунни клетки - макрофаги - също има силен инхибиращ ефект върху NK клетките.

Ако приемем, че CD47 може да съхранява ключа напълноЗа да спрат отхвърлянето, изследователите зареждат CD47 гена във вирус, който доставя допълнителни копия на гена на миши и човешки стволови клетки, от които са отстранени МНС белтъци.

CD47 всъщност се оказа липсващата частпъзел. Когато изследователите са трансплантирали своите тричастни стволови клетки на несъвместими мишки с нормална имунна система, те не виждат никакво отхвърляне. След това трансплантирали по същия начин конструирани човешки стволови клетки на така наречените хуманизирани мишки - в които имунната система е заменена от компоненти на човешката имунна система - и отново не виждаха нищо.

Освен това изследователите са извличали различни видовечовешки сърдечни клетки от тези тройно проектирани стволови клетки. Сърдечните клетки, получени от стволови клетки, са способни да живеят дълго време и дори образуват елементарни кръвоносни съдове и сърдечен мускул. Вероятно един ден те могат да бъдат използвани за възстановяване на провалените сърца.

Одобрявате ли използването на CRISPR за лечение на човек? Разкажете ни в нашия чат в Telegram.