Forskere ved St. Jude Barnas Forskning Hospital har sluttet med kolleger ved flere andre institusjoner for å utvikle et laboratorium modell av menneskets immunsystem. Denne modellen vil tillate forskere å studere måter for å forbedre resultatene av hematopoetiske stamceller (HSC) transplantasjon uten å sette pasienter i fare.
Forskere sier at modellen vil også være et verdifullt verktøy for å studere hvordan stamceller gir opphav til ulike deler av immunsystemet, inkludert T-lymfocytter, hvordan immunceller dreper kreftceller og bekjempe infeksjoner, og hvordan immunceller reagerer på stråling og kjemoterapi, to store behandlinger for mange kreftformer. En rapport om dette arbeidet vises i 15 mai utgaven av Journal of Immunology. Studien ble gjort i samarbeid med The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME), University of Tennessee (Memphis), EMD Lexigen Research Center (Billerica, MA) og University of Massachusetts (Worcester, MA).
Gjennombruddet er spesielt viktig fordi det løser et etisk dilemma overfor forskere som studerer menneskets immunsystem, ifølge Rupert Handgretinger, MD, Ph.D., direktør for stamcelletransplantasjon ved St. Jude og co-leder av Transplantasjon og Gene Therapy Program.
"Blodkreft stamcelletransplantasjon å erstatte pasientens eget blod system kunne kurere mange flere mennesker som har blod kreft og visse genetiske og immunologiske lidelser," Handgretinger sa. "Dessverre har denne behandlingen ikke nådd sitt fulle potensial, delvis på grunn av etiske begrensninger på å studere stamcelleforskningen transplantasjoner hos mennesker. Vår nye laboratorium modellen vil nå la forskere rundt om i verden gjør mange viktige eksperimenter som vil gi verdifull innsikt i hvordan immunforsvaret fungerer og hvordan å øke suksessrate på HSC transplantasjon. "
"Fordi denne nye humanisert mus modell vil tillate studier av normale stamceller funksjon, vil det være et viktig verktøy i forskning på regenerativ medisin", sa Leonard D. Schultz, Ph.D., en senior medarbeidere forsker ved The Jackson Laboratory og første forfatter av papiret. "Muligheten av disse musene for å støtte utviklingen av et funksjonelt menneskets immunsystem bør også legge til rette for testing av eksperimentell human vaksiner og hjelpe oss å forstå mekanismene bak menneskelig autoimmune sykdommer."
Tidligere modeller av menneskets immunsystem var begrenset av relativt lave nivåer av suksess i engraftment av HSCs og svikt i innpodet cellene til å produsere fullt funksjonelle immunceller. Engraftment er prosessen der stilk celler infunderes i kroppen blir akseptert, etter som de produserer ulike typer blodceller som normalt finnes i kroppen.
Modellen, kalt NOD-SCID IL2Rãnull, kan lett innpodet med menneskelige HSCs, som deretter utvikler seg til T-celler, B-celler, myeloide celler, natural killer (NK) celler og dentritic celler (DCS), sa Handgretinger. NK celler er en type av store hvite blodceller som kalles lymfocytter, som dreper både infiserte celler og kreftceller utviklingsland er hvite blodceller som felle fremmedlegemer som bakterier, og presentere det til T-celler, som deretter blir aktivert og orkestrere en immun respons. Myeloide celler er immunceller som inkluderer granulocytter og monocytter.
Forskerne demonstrerte modellens effektivitet ved å vise at det kunne produsere bredt spekter av T-celler som trengs for å svare på et stort antall forskjellige potensielle mål, at T-cellene har et bredt mangfold av reseptorer på overflaten, og at immunceller reagere normalt stimulering ved å multiplisere. Reseptorer er proteiner som gjenkjenner spesifikke molekyler på bakterier, virus, kreftceller og andre potensielle mål som stimulerer immunforsvaret.
Et sentralt bevis som viser at modellen etterligner det menneskelige immunsystem ved effektivt å snu HSCs til T-celler i thymus kjertelen var funn av såkalte "T celle reseptor excision sirkler" (TRECs).