Ученые из Вейла Корнелла, Медицинский Колледж полагает, что они решили, как расширить взрослые гематопоэтические стволовые клетки (HSCs) вне человеческого тела для медицинского использования в пересадке костного мозга – жизненный шаг к способности произвести достаточно стволовых клеток, требуемых восстанавливать здоровую систему крови.Исследователи, сотрудничающие с учеными из Мемориала-Sloan Онкологический центр Кеттеринга, описанный в журнале Blood, как они создали белок, чтобы расширить взрослый HSCs, когда они были взяты от костного мозга донора. Белок хранит расширенный HSCs в подобном стеблю государстве, препятствуя тому, чтобы они дифференцировались в специализированные клетки крови, прежде чем они будут пересажены в костный мозг пациента реципиента.Поиск совместимых сделанных доноров костного мозга является вызывающим, и даже когда «матч» найден, получив достаточно клеток костного мозга, требуемых для пересадки с помощью текущих методов, обычно дополнительные раунды средств сбора урожая необходимы, чтобы мобилизовать стволовые клетки крови.
Путем расширения здорового HSCs в лаборатории не столько стволовых клеток должно быть получено от доноров. Кроме того, взрослые стволовые клетки крови могли быть заморожены и сохранены для будущего расширения и использования – что-то, что не может быть сделано с современной технологией.Доктор Пэнбо Чжоу, преподаватель патологии и лабораторной медицины в Вейле Корнелле, сказал:«Наша работа демонстрирует, что мы можем преодолеть главное техническое препятствие в расширении взрослых стволовых клеток крови, позволении, впервые, произвести их на промышленных весах».Доктор Чжоу говорит, что банки костного мозга могут однажды быть размещены следующие за банками крови и плазмы, если эта последняя технология проходит будущие тесты.
Доктор Чжоу говорит, что «Непосредственная цель для нас, чтобы видеть, можем ли мы взять меньше стволовых клеток крови от донора и расширить их для пересадки. Тем путем больше людей может быть более вероятно пожертвовать. Если много людей жертвуют, то мы можем напечатать клетки, прежде чем мы заморозим и законсервируем их, так, чтобы мы знали все иммунные особенности.
Надежда состоит в том, что, когда пациенту нужна пересадка костного мозга, чтобы лечить рак или другую болезнь, мы можем найти клетки, соответствующие, расширяющие их и использующие их».Ученые полагают, что больше людей может в конечном счете решить сохранить свой костный мозг для потенциального будущего использования. Собственные стволовые клетки крови человека являются лучшим лечением для большинства случаев рака крови; они могут также использоваться, чтобы замедлить старение и некоторые другие полезные цели.Скремблировавший сигнал деструкции
Гематопоэтические стволовые клетки (HSCs), проживающие в костном мозге, могут стать любым типом клетки крови, включая каждый тип иммуноцита.Для пациентов с раковыми образованиями крови, вызванными патологическими клетками крови, вариант лечения включает удаление нездорового костного мозга и пересадку здоровых стволовых клеток крови от донора. Если методы лечения антирака повреждают кровь больного раком, им, возможно, понадобится пересадка костного мозга.
Нарушения иммунодефицита и другие болезни могут также лечиться с пересадками костного мозга.Передача в дар костного мозга иногда является трудным и болезненным процессом. Костный мозг извлечен с иглой из большой кости под общим наркозом. Обеспечение достаточного количества стволовых клеток для реципиентов может также потребовать нескольких процедур извлечения костного мозга.
Ученые пытались расширить HSCs в течение нескольких лет. Они сосредоточили на транскрипционном факторе HOXB4, поощряющий HSCs делать копии из себя. Доктор Чжоу сказал «Чем больше белка HOXB4, там находится в стволовых клетках, тем больше они самовосстановятся и расширят свое население».Однако все предыдущие исследования потерпели неудачу из-за их применимости.
HSCs упрямо устойчивы к переносу генов. До сих пор наиболее действенные средства, чтобы поставить терапевтические гены в HSCs в лабораторном урегулировании были с основанными на вирусе транспортными средствами.Ученые использовали вирус в качестве транспортного средства, чтобы поставить терапевтический ген в пациентов с SCID (тяжелая объединенная болезнь иммуннодефицита), чтобы восстановить их иммунную систему. Однако четыре ребенка заболели связанным с лечением лейкозом, потому что было невозможно управлять, где в геноме вирус вставляет себя.
Часто вирус входит в геном в горячие точки, что или инактивировать гены-супрессоры опухоли или активируют онкогены.Другие ученые продемонстрировали, что непосредственно вставка белка HOXB4 в извлеченные стволовые клетки костного мозга возможна. Доктор Чжоу сказал, «Но период полураспада естественного белка очень короток – приблизительно один час. Таким образом, это означает, что, чтобы расширить стволовые клетки крови, эти белки HOXB4 должны быть добавлены все время.
Поскольку белки являются очень дорогостоящими, этот процесс является и дорогим и непрактичным».Дифференциация может только начаться, когда HOXB4 ухудшен
В этом последнем исследовании доктор Чжоу, доктор Малкольм и команда проявили другой подход. Они намереваются определять, почему белок HOXB4 не длителен в HSCs, как только эти клетки удалены из защитной ниши стволовой клетки, в которой они гнездятся спокойно.
Они нашли, что для стволовых клеток, чтобы начать дифференцироваться, необходимо предназначаться для HOXB4 для ухудшения. «Дифференциация» означает развиваться (назревание) в различные типы взрослых клеток крови.Доктор Чжоу сказал, что «HOXB4 препятствует тому, чтобы стволовые клетки крови дифференцировались, в то время как, одновременно, позволяет им возобновлять себя».
CUL4, другой белок, помечен на HOXB4, когда последний белок предназначен для деструкции белковым аппаратом деструкции клетки, ученые нашли. Команда обнаружила, что CUL4 «видит» ряд четырех аминокислот на белке (это признает белок тот путь). Доктор Чжоу объяснил, что HOXB4 имеет в пределах него сигнал деструкции, который CUL4 идентифицирует и действует на.
Чжоу и команда синтезировали белок HOXB4 со скремблировавшим сигналом деструкции. С использованием определенных бактерий они произвели большие количества HOXB4, и затем поставили его в человеческие стволовые клетки крови в лаборатории.Доктор Чжоу сказал:«Когда Вы маскируете сигнал ухудшения CUL4, период полураспада HOXB4 расширяется в течение максимум 10 часов. Спроектированный HOXB4 сделал свою работу расширить стволовую клетку при сохранении всех его свойств стволовой клетки в целости.
В результате клетки, получающие спроектированный HOXB4, продемонстрировали превосходящую способность расширения, чем данные естественный белок HOXB4. Исследования на животных продемонстрировали, что пересаженные спроектированные человеческие стволовые клетки могут сохранить свои подобные стволовой клетке качества в костном мозге мыши».
Сделать достаточно стволовых клеток крови требуемым для пересадки пациента и для банковского дела включает белок применения HOXB4 каждые 10 часов или так, объяснили ученые.Доктор Чжоу добавил, что «Это – конечная цель для того, чего мы пытаемся достигнуть.
Там вероятны много контрольно-пропускных пунктов вперед, чтобы достигнуть наших целей, но мы, кажется, нашли способы иметь дело с одним главным препятствием взрослого гематопоэтического расширения стволовой клетки».