Mengkultur sel stem di makmal akan mengatasi penolakan imun terhadap organ

Satu kajian oleh penyelidik di Pusat Perubatan Barat Daya Universiti Texas, yang baru diterbitkan oleh Cell Press dalam jurnal Cell Stem Cell, boleh membantu membangunkan strategi terapeutik yang lebih menjanjikan untuk pemindahan sel stem hematopoietik. Pra-penanaman sel-sel ini dalam makmal selama kira-kira seminggu boleh membantu mengatasi salah satu halangan yang paling sukar untuk pemindahan yang berjaya: penolakan imun.

Sel stem hematopoietik (HSC) adalah sel yang menimbulkan semua jenis sel darah. Pemindahan sel hematopoietik digunakan untuk merawat leukemia, limfoma, dan kanser lain, serta penyakit autoimun.

Sumsum tulang. Mikrograf cahaya sel stem yang menimbulkan sel darah. Sel darah putih adalah besar dan ungu, sel darah merah pucat, dan platelet adalah butiran ungu kecil. Sel darah terus dihasilkan dalam sumsum tulang kerana jangka hayatnya sangat singkat. Sel merah, platelet, dan ketiga-tiga jenis sel putih (granulosit, limfosit, dan monosit) semuanya berasal daripada sel nenek moyang tunggal, sel stem multipoten. (Foto: Astrid & Hanns-Frieder Michler/Perpustakaan Foto Sains, P234/0030)

Walau bagaimanapun, kekurangan pemahaman tentang interaksi antara sel stem hematopoietik dan sistem imun penerima sangat merumitkan kedua-dua penyelidikan sel stem dan pembangunan transplantologi praktikal. Terdapat risiko besar bahawa sel yang dipindahkan tidak akan diterima oleh organisma perumah, iaitu sel-sel baru akan ditolak oleh sistem imunnya. Antara masalah utama pemindahan alogenik ialah tahap engraftment cantuman penderma yang rendah dan risiko tinggi untuk mendapat penyakit graft-versus-host yang mengancam nyawa. Pemindahan HSC alogenik yang telah dimurnikan mengurangkan risiko yang terakhir, tetapi membawa kepada penurunan dalam engraftment.

Walaupun saintis mengetahui beberapa sebab kegagalan tersebut, banyak persoalan masih belum terjawab. "Menyelesaikan masalah ini akan menyumbang kepada pemahaman imunologi sel stem hematopoietik dan sel stem lain dan akan memajukan pemindahan praktikal dengan ketara," kata ketua kajian Dr Cheng Cheng Zhang.

Dr Zhang dan rakan-rakannya telah menunjukkan bahawa sel stem hematopoietik manusia dan tikus (HSC) boleh berjaya ditanam di makmal dan kemudian digunakan untuk pemindahan. Pada masa yang sama, perubahan tertentu diperhatikan dalam banyak protein yang dinyatakan pada permukaan sel tersebut. Para saintis berminat sama ada "pengalaman luar badan" sedemikian juga boleh mengubah sifat fungsi HSC dan menjadikannya lebih sesuai untuk pemindahan.

Pakar transplantologi amat berminat dengan pemindahan alogenik yang berkaitan secara klinikal, iaitu pemindahan antara individu yang berbeza secara genetik, termasuk adik-beradik dan pasangan penderma/penerima yang tidak berkaitan. Kumpulan Dr. Zhang memindahkan kedua-dua HSC yang baru diasingkan dan tumbuh di makmal ke dalam tikus dan mendapati bahawa sel-sel yang telah berada di dalam makmal selama kira-kira seminggu kurang berkemungkinan mengganggu sistem imun penerima. Sel stem hematopoietik tikus kultur ex vivo berjaya melepasi halangan kompleks histokompatibiliti utama dan mengisi sumsum tulang tikus penerima alogenik. Menggunakan budaya lapan hari, allograf dapat mengukir sebanyak 40 kali ganda.

Para penyelidik memutuskan untuk mengkaji mekanisme yang mendasari kesan ini dengan lebih terperinci dan mendapati bahawa kedua-dua peningkatan dalam bilangan HSC dan peningkatan yang disebabkan oleh budaya dalam ekspresi perencat sistem imun spesifik CD274 (B7-H1 atau PD-L1) pada permukaan sel menyumbang kepada peningkatan ini.

"Kerja ini harus memberi penerangan baharu tentang imunologi sel stem hematopoietik dan sel stem lain dan boleh membawa kepada pembangunan strategi baharu untuk pemindahan alogenik yang berjaya," kata Dr. Zhang. "Keupayaan untuk mengembangkan HSC manusia penderma dalam budaya dan memindahkannya kepada orang yang jauh secara genetik daripada penderma, sambil mengelakkan perkembangan penyakit rasuah lawan perumah, akan menyelesaikan masalah utama dalam bidang ini."

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]