Safer Way kaulu smadzeņu pārstādīšanai

Asins cilmes šūnu transplantācija, plaši pazīstama kā kaulu smadzeņu transplantācija, ir spēcīgs paņēmiens, kas potenciāli var nodrošināt mūžizglītību dažādām slimībām. Bet procedūra ir tik toksiska, ka šobrīd tā tiek izmantota, lai ārstētu tikai viskritiskākās lietas.

Tagad Stanfordas Universitātes Medicīnas skolas pētnieki ir izgājuši veidu, kā veikt terapiju, kas pelēm ievērojami pazemina tā toksicitāti. Ja metode beidzot izrādās droša un iedarbīga cilvēkiem, to potenciāli varētu izmantot, lai ārstētu autoimūnas slimības, piemēram, vilkēnu, mazuļu diabētu un multiplo sklerozi; noteikt iedzimtus vielmaiņas traucējumus, piemēram, "burbuļa zēns" slimību; un ārstēt daudz vairāk vēža veidu, kā arī padarīt orgānu transplantācijas drošāku un veiksmīgāku.

"Tajā nav gandrīz nevienas slimības vai orgānu pārstādīšanas kategorijas, ko neietekmē šis pētījums," stāsta Irvings Weissman, pētījuma līdzstrādnieks un Stanforta attīstības un bioloģijas profesors. Papīrs, kurā aprakstīta tehnika, tika publicēts 10. augustā Zinātnes tulkošanas medicīnā.

Papīra vecākais autors ir Judith Shizuru, MD, Ph.D., medicīnas profesors. Vadošie autori ir pētniece Akensša Čākra, doktore; bijušais absolvents Aaron Ring, MD, Ph.D., kurš šobrīd ir Yale fakultātē; un Kipp Weiskopf, MD, Ph.D., bijušais absolvents, kurš tagad ir Brigham un sieviešu slimnīcas rezidents.

Nelaimes ārstēšana

Lai veiksmīgi pārveidotu asins cilmes šūnas, ir jānogalina pats pacienta asins cilmes šūnu populācija. Šobrīd tas tiek darīts, izmantojot ķīmijterapiju vai staru terapiju, ārstēšanu, kas ir pietiekami toksiska, lai bojātu dažādus orgānus un pat izraisītu nāvi.

"Ķīmijterapija un radiācija, ko izmanto transplantācijai, izraisa DNS bojājumus un var izraisīt gan tūlītējas problēmas, gan ilgtermiņa kaitējumu daudziem ķermeņa audiem," teica Shizuru. "Starp daudzām zināmām toksiskām blakusparādībām šie ārstēšanas veidi var izraisīt aknu, reproduktīvo orgānu un smadzeņu bojājumus, kas var izraisīt krampjus un mazināt bērnu neiroloģisko attīstību un augšanu". Šo iemeslu dēļ asins cilmes šūnu transplantācija tiek izmantota tikai tad, ja risks nopietnas slimības ir lielākas par transplantāta komplikācijām.

Lai izvairītos no šīm briesmīgajām blakusparādībām, Stanforda pētnieki izveidoja bioloģisko instrumentu simfoniju, kas pavēra ceļu asins cilmes šūnu transplantācijai, neizmantojot ķīmijterapiju vai staru terapiju.

Antivielu lietošana

Zinātnieki sāka ar antivielu pret šūnu virsmas proteīnu, ko sauc par c-kit, kas ir galvenais asins cilmes šūnu marķieris. Antivielu piestiprināšana c-kit izraisīja asins cilmes šūnu izzušanu pelēm ar imūndeficītu. "Tomēr tikai šī antiviela nebūtu efektīva imūnspecifiskajiem saņēmējiem, kuri pārstāv lielāko daļu potenciālo kaulu smadzeņu transplantātu saņēmēju," teica Chhabra. Pētnieki centās uzlabot efektivitāti, apvienojot to ar antivielām vai ar bioloģiskiem līdzekļiem, kas bloķē citu šūnu virsmas proteīnu, ko sauc par CD47. Chhabra teica, ka CD47 atbrīvoti makrofāgi bloķē "ēst" mērķa šūnas, kas pārklātas ar c-kit antivielām.

Ja CD47 marķieris ir bloķēts un antiviela pievienota c-kit olbaltumvielām, imūnsistēma efektīvi iztukšo dzīvnieku asinsveidojošās cilmes šūnas, no donora pārnēsātās asins cilmes šūnas ceļu attīra, lai nonāktu dzīvošanai kaulu smadzenēs un radītu pilnīgi jauna asinis un imūnsistēma.

Shizuru konstatēja, ka, salīdzinot asins cilmes šūnu transplantācijas ar jaunu kultūraugu novietošanu, viņi ne tikai atrada drošāku veidu, kā noskaidrot stādīšanas lauku, bet arī "mēs izmantojām arī drošākas tehnoloģijas jauno asinsradošo šūnu sēklai." Pašlaik kaulu smadzeņu transplantācijas ietver tādu šūnu kopumu, kas ietver asins cilmes šūnas, kā arī dažādas donora imūnās šūnas, kuras var uzbrukt transplantāta recipienta audiem. Šis imūnsistēmas uzbrukums rada to, ko sauc par transplantāta pret saimnieka slimību, kas var bojāt audus un pat nogalināt pacientus.

Balstoties uz zināšanām, kas gūtas no iepriekšējiem pētījumiem, komanda attīra donora audus tā, ka tajā bija tikai asins cilmes šūnas, nevis citas imūnās šūnas, kas izraisa transplantācijas pret saimnieka slimību.

Šo metožu panākumi pelēm rada cerības, ka līdzīgi paņēmieni būs veiksmīgi cilvēku pacientiem. "Ja tas darbojas cilvēkiem tāpat kā pelēm, mēs varētu sagaidīt, ka nāves risks no asins cilmes šūnu transplantācijas samazināsies no 20 procentiem līdz efektīvai nullei," teica Shizuru.

"Jauns laikmets slimību ārstēšanā"

"Ja un kad tas tiks paveikts, tas būs pilnīgi jauns laikmets slimību ārstēšanā un reģeneratīvā medicīnā," teica Weissman, kurš ir Stanfordas cilmes šūnu bioloģijas un regeneratīvās medicīnas institūta direktors, kā arī Ludviga centra direktors par vēža šūnu šūnu pētniecību un medicīnu.

Kad pacienta asinis un imūnsistēmu var droši nomainīt, jebkuru slimību, ko izraisa pacienta asinis un imūnās šūnas, potenciāli var izārstēt, vienreizēji izmantojot asiņu cilmes šūnu transplantāciju. Droši nomainot pacienta asinis un imūnās šūnas, tiks atbrīvota no šūnas, kas uzbrūk saviem audiem un rada slimības, piemēram, reimatoīdo artrītu un 1. tipa cukura diabētu.

Pētnieki teica, ka metode drošai asins cilmes šūnu transplantācijas veikšanai arī varētu padarīt orgānu transplantāciju drošāku un vieglāku. Pašlaik cilvēkiem, kuri iegūst orgānu pārstādīšanu, pārējā dzīvē ir jāuztur narkotikas, kas imūnās sistēmas aizkavē transplantācijas orgānu uzbrukumu.

"Pat tad, ja Jums ir imūnsupresanti, lielākā daļa orgānu transplantācijas samazina darbību vai nespēj laika gaitā, un paši imunitāti nomācošie medikamenti padara pacientu vairāk uzņēmīgu pret dzīvībai bīstamām infekcijām vai jaundibinātu vēzi," teica Weissman.

Ja asins un imūnsistēmas cilmes šūnas no orgānu donora var tikt transplantētas vienlaikus ar orgānu, jaunā imūnsistēma atpazīs ziedoto orgānu un netiks uzbrukums, liecina pētnieki. "Pārstādītās šūnas, ziedoto orgānu un pacienta paša audi visi iemācās līdzāspastāvēt," teica Shizuru. "Donoru asins cilmes šūnas pārpasaulaina pacienta imūnsistēma, un transplantētā orgāns netiek izmests."

Asins un imūnsistēmas cilmes šūnu transplantācija var būt arī izšķiroša nozīme, lai padarītu jauno reģeneratīvās medicīnas ēru veiksmīgu. Ja cilmes šūnas orgāniem vai audiem, piemēram, sirdij vai aknām, tiek audzētas vispārējai transplantācijai - tas nav paredzēts tikai vienam pacientam - pacientam būs nepieciešams imūnsistēmas kondicionēšana, izmantojot asins cilmes šūnu transplantāciju, lai cilmes šūnas netiktu noraidītas kā svešas ķermeņa daļas, teica pētnieki.

Avots: Stanforda universitāte

https://www.biosciencetechnology.com/news/2016/08/safer-way-bone-marrow-transplants?cmpid=horizontalcontent