A tecnologia de CRISPR cria as células estaminais pluripotent que são “invisíveis” ao sistema imunitário

Os cientistas de Uc San Francisco usaram o sistema CRISPR-Cas9 deedição para criar as primeiras células estaminais pluripotent que são funcional “invisíveis” ao sistema imunitário, um repto da engenharia biológica que, em estudos de laboratório, impedisse a rejeção de transplantações da célula estaminal. Porque estas células estaminais “universais” podem ser manufacturados mais eficientemente do que as células estaminais específicas para cada paciente -- a aproximação particularizada que dominou uns esforços mais adiantados -- trazem à promessa da medicina regenerativa uma etapa mais perto da realidade.

Dos “cientistas a candonga frequentemente o potencial terapêutico das células estaminais pluripotent, que podem se amadurecer em todo o tecido adulto, mas do sistema imunitário foi um impedimento principal a seguro e terapias de célula estaminal eficazes,” disse Tobias Deuse, DM, Julien ISTO É Hoffman, DM, cadeira dotada na cirurgia cardíaca em UCSF e autor principal do estudo novo, publicado o 18 de fevereiro na biotecnologia da natureza do jornal.

O sistema imunitário é irreconciliável. Programou para erradicar qualquer coisa que percebe como o estrangeiro, que protege o corpo contra os agentes infecciosos e os outros invasores que poderiam wreak dano se rédea livre dada. Mas isto igualmente significa que os órgãos, os tecidos ou as pilhas transplantadas estão considerados como uma incursão estrangeira potencialmente perigoso, que provoque invariàvel uma resposta imune vigorosa que conduz para transplantar a rejeção. Quando isto ocorre, o doador e o receptor seriam -- na linguagem médica -- “histocompatibility combinado mal.”

“Nós podemos administrar as drogas que suprimem a actividade imune e fazem a rejeção menos provavelmente. Infelizmente, estes imunossupressores saem de pacientes mais suscetíveis à infecção e o cancro,” explicou o professor da cirurgia Sonja Schrepfer, DM, PhD, autor superior do estudo e director do laboratório do Immunobiology da transplantação e da célula estaminal de UCSF (TSI) na altura do estudo.

No reino de transplantações da célula estaminal, cientistas uma vez que o pensamento o problema da rejeção foi resolvido pelas células estaminais pluripotent induzidas (iPSCs), que são criadas das pilhas completo-maduras -- como a pele ou pilhas gordas -- isso reprogrammed nas maneiras que permitem que se tornem algumas das pilhas inumeráveis que compreendem os tecidos e os órgãos do corpo. Se as pilhas derivadas dos iPSCs foram transplantadas no mesmo paciente que doou as pilhas originais, o pensamento foi, o corpo consideraria as pilhas transplantadas como o “auto,” e não montaria um ataque imune.

Mas na prática, o uso clínico dos iPSCs provou difícil. Para as razões compreendidas não ainda, as pilhas de muitos pacientes provam unreceptive a reprogramming. Sinal de adição, é caro e demorado produzir iPSCs para cada paciente que tiraria proveito da terapia de célula estaminal.

“Há muitas edições com tecnologia do iPSC, mas os obstáculos os mais grandes são controle e reprodutibilidade da qualidade. Nós não conhecemos o que faz algumas pilhas favoráveis a reprogramming, mas a maioria de cientistas concordam que não pode ainda confiantemente ser feito,” Deuse disse. “A maioria de aproximações às terapias particularizadas do iPSC foram abandonadas devido a esta.”

Deuse e Schrepfer quiseram saber se pôde ser possível evitar estes desafios criando os iPSCs “universais” que poderiam ser usados em todo o paciente que necessário eles. Em seu papel novo, descrevem como depois que a actividade de apenas três genes foi alterada, os iPSCs podiam evitar a rejeção após a transplantação em receptores histocompatibility-combinados mal com inteiramente - sistemas imunitários funcionais.

“Este é qualquer um tem projectado a primeira vez as pilhas que podem universal ser transplantadas e podem sobreviver em receptores imuno-competentes sem induzir uma resposta imune,” Deuse disse.

Os pesquisadores primeiramente usaram CRISPR para suprimir de dois genes que são essenciais para o funcionamento apropriado de uma família das proteínas conhecidas como a classe complexa do histocompatibility (MHC) principal mim e II. as proteínas de MHC se sentam na superfície de quase todas as pilhas e indicam os sinais moleculars que ajudam o sistema imunitário a distinguir um intruso de um nativo. As pilhas que estão faltando genes de MHC não as apresentam estes sinais, assim que não se registram como estrangeiro. Contudo, as pilhas que estão faltando proteínas de MHC transformam-se alvos das pilhas imunes conhecidas como pilhas de assassino (NK) naturais.

Trabalhando com professor Lewis Lanier, PhD -- estude o co-autor, a cadeira do departamento de UCSF da microbiologia e da imunologia, e um perito nos sinais que activam e inibem a actividade da pilha de NK -- A equipe de Schrepfer encontrou que CD47, uma proteína da superfície da pilha que actuasse porque “não me coma” sinal contra as pilhas imunes chamadas macrófagos, igualmente tem um efeito inibitório forte em pilhas de NK.

Acreditando que CD47 pôde guardarar a chave à rejeção completamente fechar, os pesquisadores carregaram o gene CD47 em um vírus, que entregasse cópias extra do gene nas células estaminais do rato e do ser humano em que as proteínas de MHC tinham sido batidas para fora.

CD47 provado certamente ser a parte faltante do enigma. Quando os pesquisadores transplantaram suas células estaminais triplo-projetadas do rato em ratos combinados mal com sistemas imunitários normais, não observaram nenhuma rejeção. Transplantaram então células estaminais humanas similarmente projetadas em ratos humanizados assim chamados -- ratos cujos os sistemas imunitários foram substituídos com os componentes do sistema imunitário humano para imitar a imunidade humana -- e observado mais uma vez nenhuma rejeção.

Adicionalmente, os pesquisadores derivaram vários tipos de pilhas humanas do coração destas células estaminais triplo-projetadas, que transplantaram outra vez em ratos humanizados. As pilhas cardíacas pilha-derivadas haste podiam conseguir a sobrevivência a longo prazo e começavam mesmo a formar vasos sanguíneos rudimentarmente e o músculo de coração, levantando a possibilidade que as células estaminais triplo-projetadas podem um dia ser usadas para reparar corações de failing.

“Nossa técnica resolve o problema da rejeção das células estaminais e de tecidos pilha-derivados haste, e representa um avanço principal para o campo da terapia de célula estaminal,” Deuse disse. “Nossa técnica pode beneficiar uma escala mais larga dos povos com custos de gastos de fabricação que são distante mais baixos do que toda a aproximação particularizada. Nós precisamos somente de fabricar nossas pilhas uma vez e nós somos deixados com um produto que possa ser aplicado universal.”

Source: https://www.ucsf.edu/