La tecnologia di CRISPR crea le cellule staminali pluripotent che sono “invisibili„ al sistema immunitario

Gli scienziati di Uc San Francisco hanno usato il sistema gene-modificante CRISPR-Cas9 per creare le prime cellule staminali pluripotent che sono dal punto di vista funzionale “invisibili„ al sistema immunitario, un'abilità di assistenza tecnica biologica che, nelle ricerche di laboratorio, ha impedito il rifiuto dei trapianti della cellula staminale. Poiché queste cellule staminali “universali„ possono essere fabbricate più efficientemente delle cellule staminali su misura per ogni paziente -- l'approccio individualizzato che ha dominato gli sforzi più iniziali -- portano alla promessa di medicina a ricupero un punto più vicino alla realtà.

“Gli scienziati sollecitano spesso il potenziale terapeutico delle cellule staminali pluripotent, che possono maturare in tutto il tessuto adulto, ma il sistema immunitario è stato un impedimento importante a sicuro ed efficaci terapie di cellula staminale,„ ha detto Tobias Deuse, MD, il Julien CIOÈ Hoffman, il MD, la presidenza dotata in ambulatorio cardiaco a UCSF e l'autore principale di nuovo studio, pubblicato il 18 febbraio in biotecnologia della natura del giornale.

Il sistema immunitario è inesorabile. Ha programmato per sradicare qualche cosa che percepisse come straniero, che protegge l'organismo dagli agenti infettante e da altri invasori che potrebbero provocare la distruzione se redine libera data. Ma questo egualmente significa che gli organi, i tessuti o le celle trapiantati sono veduti come incursione non Xeros potenzialmente pericolosa, che provoca invariabilmente una risposta immunitaria vigorosa che piombo al rigetto. Quando questo accade, il donatore ed il destinatario sarebbe -- nel gergo medico -- “istocompatibilità mal adattata.„

“Possiamo amministrare le droghe che sopprimono l'attività immune e fanno il rifiuto meno probabilmente. Purtroppo, questi immunosoppressori lasciano i pazienti più suscettibili dell'infezione ed il cancro,„ ha spiegato professore di chirurgia Sonja Schrepfer, del MD, del PhD, dell'autore senior dello studio e di Direttore del laboratorio di Immunobiology del trapianto e della cellula staminale di UCSF (TSI) ai tempi dello studio.

Nel regno dei trapianti della cellula staminale, scienziati una volta che il pensiero il problema di rifiuto fosse risolto dalle cellule staminali pluripotent incitate (iPSCs), che sono create dalle celle pieno-mature -- come interfaccia o le celle grasse -- quello è riprogrammato nei modi che li permettono di svilupparsi in c'è ne delle celle innumerevoli che comprendono i tessuti e gli organi dell'organismo. Se le celle derivate dai iPSCs fossero trapiantate nello stesso paziente che ha donato le celle originali, il pensiero è andato, l'organismo vederebbe le celle trapiantate come “auto,„ e non monterebbe un attacco immune.

Ma in pratica, l'uso clinico dei iPSCs ha provato difficile. Per le ragioni non ancora capite, le celle di molti pazienti provano non ricettivo a riprogrammare. Più, è costoso e che richiede tempo produrre i iPSCs per ogni paziente che trarrebbe giovamento dalla terapia di cellula staminale.

“Ci sono molte emissioni con la tecnologia del iPSC, ma le più grandi transenne sono controllo di qualità e la riproducibilità. Non conosciamo che cosa rende alcune celle favorevoli a riprogrammare, ma la maggior parte dei scienziati lo acconsentono non possono ancora essere fatti attendibilmente,„ Deuse ha detto. “La maggior parte dei approcci alle terapie individualizzate del iPSC sono stati abbandonati a causa di questo.„

Deuse e Schrepfer si sono domandati se potrebbe essere possibile schivare queste sfide creando i iPSCs “universali„ che potrebbero essere utilizzati in tutto il paziente che li ha avuti bisogno di. In loro nuovo articolo, descrivono come dopo che l'attività di appena tre geni è stata alterata, i iPSCs potevano evitare il rifiuto dopo il trapianto nei destinatari istocompatibilità-mal adattati con completamente - i sistemi immunitari funzionali.

“Questo è la prima volta chiunque ha costruito le celle che possono essere trapiantate universalmente e possono sopravvivere a in destinatari immunocompetent senza suscitare una risposta immunitaria,„ Deuse ha detto.

I ricercatori in primo luogo hanno usato CRISPR per cancellare due geni che sono essenziali per il perfetto funzionamento di una famiglia delle proteine conosciute come la classe complessa di istocompatibilità (MHC) principale I ed II. le proteine di MHC si siedono sulla superficie di quasi tutte le celle e video i segnali molecolari che aiutano il sistema immunitario per distinguere un intruso da un nativo. Le celle che stanno mancando i geni di MHC non le presentano questi segnali, in modo da non registrano come non Xeros. Tuttavia, le celle che stanno mancando le proteine di MHC si trasformano in in obiettivi delle celle immuni conosciute come le celle di uccisore (NK) naturali.

Lavorando con il professor Lewis Lanier, PhD -- studi il co-author, la presidenza del dipartimento di UCSF di microbiologia e dell'immunologia e un esperto nei segnali che attivano ed inibiscono l'attività delle cellule di NK -- Il gruppo di Schrepfer ha trovato che CD47, una proteina della superficie delle cellule che funge da “nonmi mangi„ segnale contro le celle immuni chiamate macrofagi, egualmente ha un forte effetto inibitorio sulle celle di NK.

Ritenendo che CD47 potrebbe tenere il tasto al rifiuto completamente della interruzione, i ricercatori hanno caricato il gene CD47 in un virus, che ha consegnato le copie extra del gene nelle cellule staminali dell'essere umano e del mouse in cui le proteine di MHC erano state tramortite.

CD47 effettivamente rivelato essere il pezzo mancante del puzzle. Quando i ricercatori hanno trapiantato le loro cellule staminali triplo-costruite del mouse nei mouse mal adattati con i sistemi immunitari normali, non hanno osservato rifiuto. Poi hanno trapiantato le cellule staminali umane similmente costruite nei cosiddetti mouse umanizzati -- mouse di cui i sistemi immunitari sono stati sostituiti con le componenti del sistema immunitario umano per imitare l'immunità umana -- ed ancora una volta osservato nessun rifiuto.

Ulteriormente, i ricercatori hanno derivato i vari tipi di celle umane del cuore da queste cellule staminali triplo-costruite, che hanno trapiantato ancora nei mouse umanizzati. Le celle cardiache cella-derivate gambo potevano raggiungere la sopravvivenza a lungo termine e perfino hanno cominciato a formare i vasi sanguigni rudimentali ed il muscolo di cuore, sollevanti la possibilità che le cellule staminali triplo-costruite possono l'un giorno essere usate per riparare i cuori di venire a mancare.

“La nostra tecnica risolve il problema del rifiuto delle cellule staminali e dei tessuti cella-derivati gambo e rappresenta un avanzamento importante per il campo di terapia di cellula staminale,„ Deuse ha detto. “La nostra tecnica può avvantaggiare una più vasta gamma di gente con i costi di produzione che sono ben più bassi di tutto l'approccio individualizzato. Dobbiamo soltanto fabbricare le nostre celle una volta e siamo lasciati con un prodotto che può applicarsi universalmente.„

Sorgente: https://www.ucsf.edu/