Criando células estaminais induzidas Hypoimmunogenic de Pluripotent (iPSCs)

As células estaminais pluripotent induzidas (iPSC) oferecem oportunidades vastas na medicina regenerativa, porque têm o potencial regenerar muitos tecidos diferentes. Contudo, sua produção é cara, e a transplantação da célula estaminal pode causar uma resposta do sistema imunitário do receptor que conduz eventualmente à rejeção da transplantação.

Os pesquisadores de Alemanha e dos EUA encontraram uma maneira de esconder as pilhas transplantadas da resposta imune, dando lhes as mesmas características hypoimmunogenic que protegem embriões no ventre do sistema imunitário da sua matriz. O estudo foi publicado em março de 2019 na biotecnologia da natureza.

Células estaminais na placa de 12 poçosJaneiro Bruder | Shutterstock

A revelação humana começa com uma pilha de ovo fertilizada que tenha capacidades totipotent (TSC) da célula estaminal, isto é coloca a fundação de toda a pilha diferenciada dactilografa dentro nossos órgãos e tecidos. A maioria de nossas pilhas terminam acima em um estado diferenciado, final em que não podem mais se dividir ou se diferenciar em outros tipos da pilha.

Contudo, algumas pilhas permanecem como células estaminais multipotent (MSC) e fornecem continuamente pilhas diferenciadas novas, por exemplo, para reparar uma ferida. Utilizar estas capacidades regenerativas com transplantações da célula estaminal oferece assim grandes oportunidades para o tratamento dos danos de tecido severos assim como de doenças genéticas.

Há muitos desafios associados com a terapia da transplantação da célula estaminal. As células estaminais embrionárias (totipotent) ou pluripotent são a fonte de célula estaminal a mais útil como podem se tornar todo o tecido, mas há as implicações éticas que fazem esta rota nao desejável.

Felizmente, as pilhas adultas podem ser revertidas a um estado pluripotent, referido como a célula estaminal pluripotent induzida (iPSC), que pode regenerar a maioria de tecidos. Em princípio, próprias pilhas maduras de uma pessoa poderiam ser revertidas aos iPSCs e ser implantadas de novo no corpo, mas este seria um processo caro e trabalho-intensivo. As células estaminais de Multipotent (MSC) entrementes podem somente regenerar algum, mas não todos os tecidos.

A rota a mais desejável daqui seria gerar as linhas do iPSC que podem ser doadas aos receptores múltiplos, porque abaixariam o esforço da preparação gerando uma linha celular aperfeiçoada do iPSC somente uma vez.

Contudo, se os iPSCs de uma pessoa são transplantados em uma outra pessoa, as pilhas têm uma superfície estrangeira da pilha que cause uma reacção do sistema imunitário do receptor. Isto pode conduzir à rejeção dos iPSCs e de facto da falha doados do tratamento.

Os cientistas têm demonstrado agora que os iPSCs podem genetically ser alterados em um estado hypoimmunogenic a que o sistema imunitário do receptor responderá com menos vigor. Os pesquisadores, conduzidos pelo professor Sonja Schrepfer (San Francisco), mudaram o nível de diversas proteínas da superfície da pilha para fazer as pilhas parecer similares aos tecidos que protegem embriões durante a gravidez dos ataques pelo sistema imunitário da matriz.

Mudando os níveis de pilha surgem as proteínas MHC e CD47

Os investigador usaram o gene de CRISPR que editam para alterar iPSCs do rato e do ser humano. Suprimiram dos genes dos complexos principais deapresentação do histocompatibility mim e II (mim de MHC/II) e acima-regularam a expressão da proteína CD47 que sinaliza às pilhas imunes não ao ataque.

Este conceito foi derivado da observação que o mesmo teste padrão destas proteínas ocorre em um tecido fetal compor de pilhas assim chamadas do syncytiotrophoblast que separasse o sistema do sangue do embrião daquele de sua matriz.

As pilhas gene-editadas foram testadas para a imunogenicidade in vitro em ensaios (“ensaio da toxicidade da pilha de assassino natural ") e in vivo nos ratos. Para as experiências do rato com iPSCs humanos, os cientistas usados “humanizaram” ratos com órgãos alterados do sistema imunitário para representar melhor as contrapartes humanas.

Estratégia de Hypoimmunogenic um trajecto aos iPSCs universais?

Os cientistas demonstraram que os iPSCs gene-editados tiveram uma sobrevivência in vivo muito melhorada sobre suas contrapartes não-editadas no in vitro e os ensaios, demonstrando que a gene-edição era eficiente para a produção de iPSCs hypoimmunogenic. Igualmente encontraram que quando os iPSCs foram implantados em ratos, começaram a formação de tecidos diferenciados, embora somente incompleto dentro da época de suas experiências.

Os autores do estudo sugerem que esta estratégia de impedir uma resposta imune contra transplantações do iPSC poderia abrir um trajecto às pilhas fornecedoras do iPSC universal que podem ser dadas aos receptores diferentes.

Este seria um grande pulo para a frente, como as aproximações actuais para contornar respostas imunes pelo receptor são caras (por exemplo produção particularizada de iPSCs dos tecidos do receptor mais atrasado) ou somente provisórias (por exemplo immunosuppression pela medicamentação).

Uns estudos mais adicionais serão exigidos para compreender os efeitos a longo prazo dos iPSCs gene-editados em receptores nos modelos animais, e para transferir os resultados a um uso potencial nos seres humanos.

Como um ponto inicial restante principal para terapias do iPSC, a pesquisa precedente observou que um efeito secundário de terapias de célula estaminal pode ser a emergência dos tumores desde que as células estaminais podem ràpida se dividir, um desafio que precisasse de ser resolvido antes que as terapias de célula estaminal possam se tornar usadas.

O estudo é o autor da nota que todas as experiências animais tinham recebido a aprovação pelos comitês responsáveis da Universidade da California San Francisco (cuidados animais de UCSF e comitê institucionais do uso) e de “do und alemão Verbraucherschutz de Gesundheit do für Amt”.

Source

Deuse T e outros, derivados de Hypoimmunogenic de células estaminais pluripotent induzidas ilude a rejeção imune em receptores allogeneic inteiramente imuno-competentes. Biotecnologia 2019 da natureza, 37, 252-258; 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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