Generelt

CRISPR gør stamceller usynlige for immunsystemet.

Forskere fra University of California atSan Francisco brugte CRISPR-Cas9 genredigeringssystemet til at skabe de første pluripotente stamceller, som er funktionelt "usynlige" til immunsystemet. Et sådant tilfælde af bioteknologi i laboratoriet tillod os at forhindre afvisning af stamcelletransplantationer. Da disse "universelle" stamceller kan gøres mere effektivt end stamceller, som er lavet specifikt for hver patient - som de ofte har gjort før - bringer en ny opdagelse regenerativ medicin et skridt tættere på virkeligheden.

CRISPR og stamceller

"Forskere annoncerer ofte terapeutiskpotentialet for pluripotente stamceller, der kan modnes i et hvilket som helst voksenvæv, men immunsystemet var en stor hindring for sikker og effektiv stamcellebehandling ", siger Tobias Deuz, MD og hovedforfatter af et studie offentliggjort i naturmedicin den 18. februar.

Immunsystemet tillader ikke. Det er programmeret til at ødelægge alt, der opfattes som fremmed, og dermed beskytter kroppen mod smittefarlige stoffer og andre ubudne personer, der kan være skadelige, hvis de får fri bevægelighed. Det betyder også, at transplanterede organer, væv eller celler betragtes som potentielt farlig indtrængning udefra, hvilket uvægerligt udløser et stærkt immunrespons, hvilket fører til transplantatafvisning. Når dette sker, siges donoren og modtageren for at være "uforenelig med histokompatibilitet."

"Vi kan injicere medicin, der hæmmerimmunaktivitet og reducere sandsynligheden for afvisning. Desværre gør immunitetsundertrykkere patienterne mere modtagelige for infektioner og kræft, "forklarer operationel professor Sonia Schröpfer, seniorforfatter af undersøgelsen.

Inden for stamcelle transplantation, forskerenår det blev besluttet, at afvisningsproblemet kan løses ved hjælp af inducerede pluripotente stamceller (iPSCs), der er skabt fra fuldt modne celler, såsom hud- eller fedtceller, omprogrammeret til at udvikle sig til nogen af ​​de mange celler, der udgør væv og organer krop. Hvis celler, der stammer fra iPSC'er, blev transplanteret til den samme patient, som donerede de oprindelige celler, troede forskerne, at kroppen ville se de transplanterede celler som "deres egne" og ville ikke angribe dem ved hjælp af immunsystemet.

I praksis er den kliniske anvendelse af iPScviste sig at være svært. Af mange grunde, der endnu ikke blev forstået, var cellerne fra mange patienter immune over for omprogrammering. Derudover var produktionen af ​​iPSC'er dyr og tidskrævende for hver patient, der blev behandlet med stamcellebehandling.

"Ipcc-teknologien har mange problemer, menstor hindring er kvalitetskontrol og reproducerbarhed. Vi ved ikke, hvad der gør nogle celler uprogrammerbare, men de fleste forskere er enige om, at det endnu ikke er muligt at finde ud af, "siger Deoes. "På grund af dette er de fleste tilgange til individualiseret iPSS-terapi blevet opgivet."

Deuze og Shrepfer undrede sig over, om det var muligt at komme rundtDisse problemer skaber en "universel" iPSC, som kan bruges af enhver patient i nød. I deres nye artikel beskriver de, hvordan iPSCs efter at have ændret aktiviteten af ​​kun tre gener, kunne undgå afvisning efter transplantation til modtagere med uforenelighed med histokompatibilitet med et fuldt funktionelt immunsystem.

"Dette er første gang nogen fåringeniørceller, der kan transplanteres universelt, og som kan overleve hos immunokompetente modtagere uden at fremkalde et immunrespons, "siger DeWes.

Forskere brugte først CRISPR til at fjerneto gener, der er nødvendige for, at familien af ​​proteiner fungerer korrekt, kendt som det vigtigste histokompatibilitetskompleks (GCGS) i klasse I og II. GCGS proteiner er placeret på overfladen af ​​næsten alle celler og viser molekylære signaler, der hjælper immunsystemet med at skelne fremmede fra den indfødte. Celler, hvor der ikke er nogen GCGS-gener, udsender ikke sådanne signaler, derfor er de ikke registreret som fremmede. Celler, der mangler GCGS-proteiner, bliver imidlertid mål for immunceller, der er kendt som naturlige celledrabber (NK) -celler.

Arbejder med professor Lewis Lanier, holdetSchrepfer opdagede, at CD47, et celleoverfladeprotein, der giver et "ikke spiser mig" signal til immunceller - makrofager - har også en stærk hæmmende virkning på NK-celler.

Forudsat at CD47 kan gemme nøglen til fuldeFor at standse afvisning stødte forskerne CD47-genet i en virus, der leverede yderligere kopier af genet til mus- og humane stamceller, hvorfra MHC-proteiner blev fjernet.

CD47 viste sig faktisk at være den manglende delpuslespil. Når forskere transplanterede deres tredelt musestamceller til uforenelige mus med et normalt immunsystem, så de ikke nogen afvisning. Derefter transplanterede de tilsvarende konstruerede humane stamceller til såkaldte humaniserede mus - hvor immunsystemerne erstattes af komponenter i det humane immunsystem - og så igen ikke noget.

Desuden har forskere udtrukket forskellige typermenneskelige hjerteceller fra disse tredobbelt konstruerede stamceller. Hjerteceller opnået fra stamceller har været i stand til at leve i lang tid og endda danne rudimentære blodkar og hjertemuskel. Måske kan de en dag bruges til at genoprette de mislykkede hjerter.

Godkender du at bruge CRISPR til at behandle en person? Fortæl os i vores chat i Telegram.