Komórki macierzyste ofiarami niepokojących odrzutów odpornościowych

Nadzieje, które zawdzięczamy dojrzałym komórkom macierzystym (niepochodzącym od embrionów) właśnie zostały rozwiane przez wyniki nowego badania, pokazującego, iż są one odrzucane przez układ odpornościowy. Jeśli więc nie ma jeszcze mowy o tym, aby je zupełnie wykluczyć, to jednakże istnieje ryzyko, iż ich zastosowanie w celach terapeutycznych zostanie opóźnione.

Komórki macierzyste przynoszą nadzieję w bardzo szerokiej dziedzinie terapii komórkowych. Komórki te, pluripotencjalne, posiadają w rzeczywistości tę szczególną cechę, iż mogą się różnicować w zależności od zapotrzebowania, w ściśle określony typ komórkowy, a w ten sposób przyjmować każdy typ roli.

Końcowy cel? Naprawić każdy uszkodzony organ, taki jak wątroba, serce, a nawet układ nerwowy.

Pewien szczególny typ komórek macierzystych, a więc dojrzałe pluripotencjalne komórki macierzyste (iPSC, ang. Induced pluripotent stem cells), są przeciwne do komórek macierzystych embrionalych (które są z natury pluripotencjalne i zdolne do stwarzania całości organizmu), ponieważ odzyskują one pluripotencję w sposób sztuczny, po tym, jak już zostały zróżnicowane w dany typ komórkowy.

Te komórki iPSC wydawały się więc idealnym rozwiązaniem, pozwalajacym badaczom na stosowanie tych cennych komórek macierzystych, bez konieczności używania embrionów, co jest sprawą bardzo kontrowersyjną.

Linia identycznych myszy

Poza tym, te komórki macierzyste można otrzymać z komórek własnych leczonego pacjenta, a więc dzięki temu posiadają one takie samo dziedzictwo genetyczne oraz te same antygeny, co pozwala przypuszczać, że ich ponowne wprowadzenie do organizmu nie będzie problemem z punktu widzenia odporności.

Z tego względu, dojrzałe komórki macierzyste zdają się nawet bardziej interesujące niż komórki macierzyste embrionalne.

Ale nowe badanie, które ukazało się w przeglądzie Nature, przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, na nieszczęście właśnie obaliło tę hipotezę.

Te zaskakujące rezultaty wynikają z całej serii doświadczeń przeprowadzonych na szczepie myszy, przetestowanych pod kątem reakcji odpornościowej na transplantację różnych typów komórek macierzystych, embrionalnych i dojrzałych, pochodzących z tej samej linii.

Doświadczenie to naśladuje transplantację komórek macierzystych własnych pacjenta, ponieważ myszy z tej linii (C57BL/6, nazywane również B6) posiadają tę szczególną cechę, iż wszystkie są obdarzone prawie identycznym dziedzictwem genetycznym.

Odrzut przez układ immunitarny?

Wprowadzenie komórek macierzystych embrionalnych spowodowało u tych myszy powstawanie teratomy, czyli potworniaka - nowotworu zazwyczaj powstającego z komórek zarodkowych i w którym tworzy się i kotłuje wiele typów komórkowych.

W pracach eksperymentalnych, prowadzonych na komórkach macierzystych, potworniaki są więc dobrym wkaźnikiem pluripotencjalności komórek. Poza tym, pozwalają one tutaj również stwierdzić, że układ odpornościowy gryzoni nie odrzuca komórek macierzystych embrionalnych wprowadzonych do ich organizmu.

Natomiast, jeśli potworniaki są również stwierdzane u myszy, które otrzymały dojrzałe pluripotencjalne komórki macierzyste z reprogramowanych fibroblastów (poprzez zastosowanie wektora retrowirusowego albo episomy), to są one z kolei atakowane i bardzo szybko niszczone przez układ odpornościowe, w szczegolności dzięki działaniu licznych limfocytów T.

Te komórki macierzyste nie są więc rozpoznawane jako „ja” przez układ immunitarny zwierząt, podczas gdy ich dziedzictwo genetyczne jest identyczne!

Rezultaty, które komplikują badania

To może być wyjaśnione poprzez wielkie różnice w ekspresji genów, obserwowane między dojrzałymi pluripotencjalnymi komórkami macierzystymi a komórkami macierzystymi embrionalnymi. Pośród rozregulowanych odnalezionych genów, geny Zg16 i Hormad1 są bardzo silnie wyrażone i mogą być przyczyną nietolerancji układu odpornościowego.

Czegoś takiego jeszcze nigdy nie zaobserwowano, ponieważ doświadczenia dotyczące komórek macierzystych (dość już kompleksowe) są generalnie realizowane na myszach, których odporność jest osłabiona.

Rezultaty te pokazują po raz kolejny, że dojrzałe pluripotencjalne komórki macierzyste nie są równe komórkom macierzystym embrionalnym, ale jednakże nie eliminuje to ich jeszcze z terapii komórkowych. Technologię można jeszcze zmienić. Poprawienie podobieństwa między tymi dwoma typami komórek nie wydaje się być wyzwaniem niemożliwym do podjęcia ...