Новое исследование впервые демонстрирует, что эмбриональные стволовые клетки могут быть использованы для создания функциональных клеток крови иммунной системы, открытие, которое является важным шагом в использовании эмбриональных стволовых клеток в качестве альтернативного источника клеток для трансплантации костного мозга. Эта обнадеживающая новость для пациентов с тяжелыми заболеваниями крови и иммунитета, которым необходимы эти трансплантаты для лечения, была предварительно опубликована в Интернете в официальном журнале Американского общества гематологов Blood.
Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) интенсивно исследуются как возобновляемый источник примитивных клеток, теоретически способных регенерировать все ткани и органы. Использование кроветворных клеток, полученных из ЭСК, может иметь важное преимущество перед традиционными трансплантатами, в которых используется костный мозг, пуповинная кровь и периферическая кровь от доноров.
Антигены на поверхности донорских клеток должны быть совместимы (определяемые методом HLA-сопоставления) с антигенами пациента, чтобы предотвратить отторжение. Использование эмбриональных стволовых клеток, которые имеют низкий уровень этих антигенов и поэтому с меньшей вероятностью могут вызвать защитную реакцию организма пациента, может позволить пациентам, которые не могут найти подходящих HLA-подходящих доноров, получить трансплантаты.
Предыдущие исследования показали, что мышиные ESCs можно уговорить сформировать кроветворные гемопоэтические клетки путем введения в них белка HOXB4, известного своей уникальной способностью значительно увеличивать пролиферацию клеток. Затем эти клетки можно было бы трансплантировать мышам, чей собственный костный мозг был разрушен радиацией, что восстановило их функции костного мозга и начало производить необходимые клетки крови. Однако в предыдущих исследованиях не изучалось, может ли костный мозг, полученный из ESC, у этих мышей восстановить нормальную иммунную функцию – в частности, могут ли они позволить мышам реагировать на вирусы или вакцины. Поскольку плод не нуждается в функциональной иммунной системе, поскольку в утробе матери они защищены от окружающей среды, было неясно, будет ли костный мозг, полученный из ESC, воссоздавать иммунную систему вообще или просто очень медленно.
В этом исследовании группа ученых из Айовы, Тайваня и Германии использовала HOXB4-содержащие ESC для приживления костного мозга и спасения мышей, у которых генетически отсутствовала какая-либо иммунная система и которые были облучены для разрушения костного мозга. Только клетки, содержащие HOXB4, смогли прижиться, спасти мышей и долгое время производить клетки крови. Было показано, что эти привитые клетки происходят из трансплантированных клеток, полученных из ESC.
Чтобы определить, смогли ли эти трансплантаты восстановить неработающую иммунную систему, ученые ввели мышам LCMV, распространенный вирус грызунов, и наблюдали за активностью Т-клеток, что является признаком того, что организм защищается от инфекции. Хотя количество Т-клеток, генерируемых новыми кроветворными клетками, было низким, они были способны эффективно реагировать на вирус. Кроме того, трансплантированные гемопоэтические клетки также были способны продуцировать В-клетки и другие защитные клетки, называемые антигенпрезентирующими клетками, которые играют роль в передаче сигналов Т-клеткам о действии. Они также проверили способность мышей реагировать на вакцинацию и продемонстрировали индукцию специфических иммунных клеток. Хотя уровень иммунного ответа отличался от того, который наблюдается у нормальных взрослых мышей после контакта с вирусом или вакциной, он был измеримым и эффективным.
Исследование также обнадеживает, так как ни у одной из 70 пересаженных мышей, наблюдавшихся более 200 дней, не развились опухоли – еще одна проблема при использовании ESC для регенерации тканей.
«Эти результаты впервые показывают, что функциональные белые кровяные тельца, ключевые игроки в иммунной системе организма, могут быть успешно получены из эмбриональных стволовых клеток, экспрессирующих HOXB4», – сказал ведущий автор исследования Николас Завазава, доктор медицинских наук, профессор Внутренняя медицина, директор по трансплантологическим исследованиям в больницах и клиниках Университета Айовы, штат Айова-Сити, а также штатный врач Медицинского центра штата Айова-Сити, штат Вирджиния. «Поэтому мы надеемся, что эти захватывающие открытия станут первым шагом к новым, улучшенным методам лечения пациентов.”
Источник: Американское общество гематологов