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Produire les cellules souche induites de Hypoimmunogenic Pluripotent (iPSCs)

Les cellules souche pluripotent induites (iPSC) donnent de vastes occasions en médicament régénérateur, car elles ont le potentiel de régénérer beaucoup de différents tissus. Cependant, leur production est coûteuse, et la greffe de cellules souches peut entraîner une réaction du système immunitaire du bénéficiaire menant éventuellement au refus de la greffe.

Les chercheurs d'Allemagne et des Etats-Unis ont trouvé une voie de cacher les cellules transplantées de la réaction immunitaire, en leur donnant les mêmes caractéristiques hypoimmunogenic qui protègent des embryons dans l'utérus du système immunitaire de leur mère. L'étude était publiée en mars 2019 en biotechnologie de nature.

Cellules souche dans la plaque de 12 puitsJanv. Bruder | Shutterstock

Le développement humain commence par une cellule d'oeuf fécondé qui a des capacités totipotent (TSC) de cellule souche, c.-à-d. il jette les fondements de toute la cellule différenciée saisit nos organes et tissus. La plupart de nos cellules finissent dans une condition différenciée et finale dans laquelle elles ne peuvent pas davantage se diviser ou différencier dans d'autres types de cellules.

Cependant, quelques cellules demeurent comme des cellules souche de multipotent (MSC) et fournissent continuement les cellules différenciées neuves, par exemple, pour réparer une blessure. L'utilisation de ces capacités régénératrices avec des greffes de cellule souche procure ainsi des grandes opportunités à la demande de règlement des lésions tissulaires sévères ainsi que des maladies génétiques.

Il y a beaucoup de défis liés au traitement de greffe de cellules souches. Les cellules souche embryonnaires (totipotent) ou pluripotent sont la source de cellule souche la plus utile comme elles peuvent se développer en n'importe quel tissu, mais il y a des implications éthiques qui rendent cette route non désirable.

Heureusement, des cellules adultes peuvent être retournées à une condition pluripotent, désignée sous le nom de la cellule souche pluripotent induite (iPSC), qui peut régénérer la plupart des tissus. En principe, les propres cellules matures d'une personne pourraient être retournées aux iPSCs et être implantées de nouveau dans le fuselage, mais ce serait un procédé coûteux et à forte intensité de main d'oeuvre. Les cellules souche de multipotent (MSC) en attendant peuvent seulement en régénérer, mais pas tous les tissus.

La route la plus désirable par conséquent serait de produire des lignes d'iPSC qui peuvent être données aux bénéficiaires multiples, car elles abaisseraient l'effort de préparation en produisant d'une lignée cellulaire optimisée d'iPSC seulement une fois.

Cependant, si les iPSCs d'une personne sont transplantés dans une autre personne, les cellules ont une surface étrangère de cellules qui entraîne une réaction du système immunitaire du bénéficiaire. Ceci peut mener au refus des iPSCs et en réalité de l'échec donnés de demande de règlement.

Les scientifiques ont maintenant expliqué que des iPSCs peuvent être génétiquement modifiés dans une condition hypoimmunogenic à laquelle le système immunitaire du bénéficiaire répondra avec moins de vigueur. Les chercheurs, aboutis par professeur Sonja Schrepfer (San Francisco), ont changé le niveau de plusieurs protéines de surface de cellules pour inciter les cellules à ressembler aux tissus qui protègent des embryons pendant la grossesse contre des crises par le système immunitaire de la mère.

Changement des niveaux des protéines MHC et CD47 de surface de cellules

Les chercheurs avaient l'habitude la retouche de gène de CRISPR pour modifier des iPSCs de souris et d'être humain. Ils ont effacé les gènes des composés principaux de antigène-présentation d'histocompatibilité I et II (MHC I/II) et -a réglé l'expression de la protéine CD47 qui signale aux cellules immunitaires pas à la crise.

Ce concept a été dérivé de l'observation que la même configuration de ces protéines se produit dans un tissu foetal composé de soi-disant cellules de syncytiotrophoblast qui sépare le système de sang de l'embryon de celui de sa mère.

Les cellules gène-éditées ont été examinées pour l'immunogénicité dans des analyses in vitro (« analyse de toxicité de cellule tueuse naturelle ") et in vivo chez les souris. Pour les expériences de souris avec les iPSCs humains, les scientifiques utilisés « ont humanisé » des souris avec les organes modifiés de système immunitaire pour représenter mieux les homologues humaines.

Stratégie de Hypoimmunogenic un circuit aux iPSCs universels ?

Les scientifiques ont expliqué que les iPSCs gène-édités ont eu beaucoup de survie améliorée au-dessus de leurs homologues non-éditées dans l'in vitro et in vivo les analyses, expliquant que la gène-retouche était efficace pour la production des iPSCs hypoimmunogenic. Ils également ont constaté que quand les iPSCs ont été implantés dans des souris, ils ont commencé la formation des tissus différenciés, quoique seulement inachevé dans la période de leurs expériences.

Les auteurs d'étude proposent que cette stratégie d'éviter une réaction immunitaire contre des greffes d'iPSC pourrait ouvrir un circuit aux cellules de distributeur d'iPSC universel qui peuvent être données à différents bénéficiaires.

Ce serait un saut grand vers l'avant, car les approches actuelles pour éviter des réactions immunitaires par le bénéficiaire sont chères (par exemple production personnalisée des iPSCs des tissus du bénéficiaire plus défunt) ou seulement temporaires (par exemple immunodépression par le médicament).

D'autres études seront requises pour comprendre les effets à long terme des iPSCs gène-édités sur des bénéficiaires dans des modèles animaux, et pour transférer les découvertes à une utilisation potentielle chez l'homme.

Comme seuil restant important pour des traitements d'iPSC, la recherche précédente a observé qu'un effet secondaire des traitements de cellule souche peut être l'émergence des tumeurs puisque les cellules souche peuvent rapidement se diviser, un défi qui doit être résolu avant que les traitements de cellule souche puissent devenir utilisés.

L'étude écrit la note que tous les expériences sur des animaux avaient reçu l'approbation par les comités responsables de l'Université de Californie San Francisco (les soins des animaux d'UCSF et le Comité institutionnels d'utilisation) et « de l'und allemand Verbraucherschutz de Gesundheit de für d'Amt ».

Source

Deuse T et autres, des dérivés de Hypoimmunogenic des cellules souche pluripotent induites éludent le refus immunisé dans entièrement des bénéficiaires d'allogénique d'immunocompétent. Biotechnologie 2019, 37, 252-258 de nature ; DOI : 10.1038/s41587-019-0016-3.

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Last Updated: Sep 25, 2019

Christian Zerfaß, Ph.D.

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Christian Zerfaß, Ph.D.

Christian is an enthusiastic life scientist who wants to understand the world around us. He was awarded a Ph.D. in Protein Biochemistry from Johannes Gutenberg University in Mainz, Germany, in 2015, after which he moved to Warwick University in the UK to become a post-doctoral researcher in Synthetic Biology.

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