CRISPR face ca celulele stem să fie invizibile sistemului imunitar.

Oamenii de știință de la Universitatea din California de laSan Francisco a folosit sistemul de editare a genei CRISPR-Cas9 pentru a crea primele celule stem pluripotent care sunt "invizibile" funcțional sistemului imunitar. Un astfel de eveniment de inginerie biologică în laborator ne-a permis să prevenim respingerea transplanturilor de celule stem. Deoarece aceste celule stem universale pot fi făcute mai eficient decât celulele stem, care sunt făcute special pentru fiecare pacient - așa cum au făcut de multe ori înainte - o nouă descoperire aduce medicina regenerativă cu un pas mai aproape de realitate.

CRISPR și celulele stem

"Oamenii de știință deseori fac publicitate terapeuticăpotențialul celulelor stem pluripotente care se pot maturiza în orice țesut uman adult, dar sistemul imunitar a reprezentat un obstacol major în calea terapiei cu celule stem sigure și eficiente ", spune Tobias Deuz, MD și autor principal al unui studiu publicat în Nature Medicine, 18 februarie.

Sistemul imunitar nu iartă. Este programat să distrugă tot ceea ce este perceput ca fiind străin și astfel protejează organismul de agenții infecțioși și de alți intrusi care pot fi dăunători dacă li se dă libertatea de acțiune. De asemenea, înseamnă că organele, țesuturile sau celulele transplantate sunt considerate ca o penetrare potențial periculoasă din exterior, care declanșează invariabil un răspuns imun puternic, ducând la respingerea transplantului. Când se întâmplă acest lucru, se spune că donatorul și beneficiarul sunt "incompatibile pentru histocompatibilitate".

Putem injecta medicamente care inhibăactivitatea imunitară și reducerea probabilității de respingere. Din păcate, supresoarele de imunitate fac pacienții mai sensibili la infecții și cancer, "explică profesorul de chirurgie Sonia Schröpfer, autorul principal al studiului.

În domeniul transplantului de celule stem, oamenii de științăodată ce sa decis că problema de respingere poate fi rezolvată utilizând celule stem pluripotent induse (iPScs), care sunt create din celule complet mature, cum ar fi celulele pielii sau adipoase, reprogramate să se dezvolte în oricare dintre numeroasele celule care alcătuiesc țesuturile și organele corp. Dacă celulele derivate din iPSCs au fost transplantate la același pacient care a donat celulele originale, oamenii de știință credeau că organismul ar vedea celulele transplantate "ca a lui" și nu le-ar ataca cu ajutorul sistemului imunitar.

Cu toate acestea, în practică, utilizarea clinică a iPScsa dovedit a fi dificil. Din motive incomprehensibile, celulele multor pacienți au fost imună la reprogramare. În plus, producția de iPSC a fost costisitoare și consumatoare de timp pentru fiecare pacient care a fost tratat cu terapie cu celule stem.

"Tehnologia ipcc are multe probleme, darobstacol major este controlul calității și reproductibilitatea. Nu știm ce face unele celule reprogramabile, dar majoritatea oamenilor de știință sunt de acord că nu este încă posibil să aflăm ", spune Deoes. Din acest motiv, cele mai multe abordari ale terapiei iPSS individualizate au fost abandonate.

Deuze și Shrepfer se întrebau dacă este posibil să se apropieaceste probleme creează iPSC-uri "universale" care pot fi folosite de orice pacient care are nevoie. În noul articol, ele descriu modul în care, după schimbarea activității doar a trei gene, iPSCs au reușit să evite respingerea după transplant la destinatari cu incompatibilitate pentru histocompatibilitate, cu un sistem imunitar complet funcțional.

"Aceasta este prima dată când cineva ajungecelule de inginerie care pot fi transplantate universal si care pot supravietui in beneficiari imunocompetenti fara a provoca un raspuns imun, spune DeWes.

Oamenii de știință au folosit mai întâi CRISPR pentru a le eliminadouă gene care sunt necesare pentru buna funcționare a familiei de proteine, cunoscut ca complexul histocompatibilității majore (GCGS) din clasele I și II. Proteinele GCGS se află pe suprafața aproape a tuturor celulelor și afișează semnale moleculare care ajută sistemul imunitar să distingă între străină și nativă. Celulele în care nu există gene GCGS nu dau astfel de semnale, prin urmare nu sunt înregistrate ca străine. Cu toate acestea, celulele lipsite de proteine ​​GCGS devin ținte ale celulelor imune cunoscute ca celule naturale de celule ucigașe (NK).

Lucrul cu profesorul Lewis Lanier, echipaSchrepfer a descoperit că CD47, o proteină de suprafață celulară care dă semnalul "nu mă mănâncă" de celulele imune - macrofage - are, de asemenea, un puternic efect inhibitor asupra celulelor NK.

Presupunând că CD47 poate stoca cheia completPentru a opri respingerea, cercetătorii au încărcat gena CD47 într-un virus care a transmis copii suplimentare ale genei la celulele stem și umane de la care s-au îndepărtat proteinele MHC.

CD47 sa dovedit a fi partea lipsăpuzzle. Atunci când cercetătorii au transplantat celulele lor stem tri-componente de șoarece la șoareci incompatibili cu un sistem imunitar normal, nu au văzut nici o respingere. Apoi au transplantat celule stem umane construite similar așa-numitelor soareci umanizați - în care sistemele imune sunt înlocuite cu componente ale sistemului imunitar uman - și din nou nu au văzut nimic.

În plus, cercetătorii au extras diferite tipuricelulele inimii umane din aceste celule stem tridimensionale. Celulele cardiace derivate din celulele stem au fost capabile să trăiască mult timp și chiar să formeze vase de sânge rudimentar și mușchi al inimii. Poate că într-o zi pot fi folosite pentru a restabili inimile nereușite.

V-ați aprobat să utilizați CRISPR pentru a trata o persoană? Spune-ne în chat-ul nostru în Telegramă.