Viele der häufigsten Krankheiten, wie Herzversagen, Lebererkrankungen, Typ-1-diabetes und Parkinson-Krankheit, die auftreten, wenn Zellen oder ganze Organe Versagen Ihren job zu machen. Wäre es nicht fantastisch, wenn es möglich wäre, zu ersetzen, die Zellen in diesen aufgelösten Organe? Das ist genau das, was Arzt-Wissenschaftler im Bereich regenerativer Medizin zu tun versuchen.
Ich bin ein Chirurg und Stammzell-Wissenschaftler und interessiere mich für die regenerierende andernfalls Organe mit Stammzellen—denn für viele Krankheiten, die wir nicht haben eine gute Behandlung Optionen noch.
In einer neueren Arbeit, meine Kollegen und ich herausgefunden habe, warum Stammzellen von einem Patienten das eigene Gewebe sind, werden manchmal abgelehnt, indem Sie Ihre eigenen Immunsystem. Außerdem entwickeln wir eine Lösung, die wir denken, kann das problem lösen: Stammzellen, die beraubt Ihre immun-Funktionen und können nicht ausgelöst Ablehnung.
Die Suche für das ideale starter-Zelle
Vor ein paar Jahren ein Durchbruch, dass viele Wissenschaftler meinten, Sie würde helfen, fast-track der Ziel der Regeneration der Organe. Das war die Identifizierung von Proteinen, die wiederum auf Gene, die Forschern erlaubt, um die Neuprogrammierung adulter Zellen. Diese Proteine transformierten Zellen zurück in Ihre embryonal-ähnliche Stammzellen Zustand. Dies gibt Ihnen die Fähigkeit, sich in nahezu jeden Zelltyp—wie Leber oder Herz-oder einer anderen Zelle von Interesse.
Diese Stammzellen können theoretisch verwendet werden, als eine unerschöpfliche Quelle für die Zellen. Wissenschaftler glaubten, dass diese Zelle Produkten verwendet werden könnten, um die Wiederherstellung der Funktionen der Organe und Behandlung von Krankheiten. Jedoch, regenerierenden Zellen und Organe aus eigenen Zellen eines Patienten und dann wieder Sie an, dass derselbe patient stellte sich als schwieriger heraus als zunächst erwartet.
Forscher diskutieren noch immer darüber, was ist der ideale Ausgangspunkt Zelltypen für die regenerative Medizin. Die Zellen benötigten für diese Therapien können angebaut werden in Bioreaktoren im Labor. Aber für die Zell-Therapien erfolgreich zu sein, ist die größte Hürde, die wir überwinden müssen, ist immun Ablehnung.
Wie transplantierte Organe, transplantierte Zellen sind anfällig für Angriffe durch die Immunantwort des Empfängers system. Alle Zellen generiert, von einem anderen Individuum verschiedene Proteine auf Ihrer Oberfläche, genannt Gewebe-Antigene, das tag, das Sie als „Fremd.“
Einmal getaggt werden, die weißen Blutkörperchen, die zu verteidigen den Körper gegen Bakterien, Viren und fremde Gewebe, Ziel diese therapeutischen Zellen für die Zerstörung. Ärzte verwenden hochdosierten Immunsuppressiva zu schweigen, diese Immunantwort so, dass die Patienten tolerieren kann ein transplantiertes organ. Aber diese Medikamente haben erhebliche Nebenwirkungen.
Zum erstellen von Zellen für die regenerative Medizin, Wissenschaftler vorstellen, groß angelegte Sammlungen von Stammzellen mit unterschiedlichen Eigenschaften und spezifischen Gewebe-Antigene. Dann einfach als Blut-Typen zugeordnet werden kann, diese katalogisiert Stammzellen könnten angepasst werden, um den Empfänger zu vermeiden, die das Immunsystem des Patienten von der Ablehnung, die diese neuen Zellen.
Eines Tages, Krankenhäuser sind genug Zelllinien übereinstimmen Patienten mit Stammzellen, die basierend auf Gewebe-Typen. Ob genug Zelllinien können angeschüttet werden, zu dienen dem breiteren Patientenpopulation und ob diese Strategie wird verhindern, dass die Immunantwort ist noch zu sehen.
Hürden für die Verwendung eines patienteneigenen Stammzellen
Stammzellen, generiert aus den eigenen Zellen eines Patienten genannte autologe Stammzellen—sind derzeit vermutlich die am meisten Erfolg versprechende Strategie zur Umgehung Immunabwehr. Autologe Stammzellen generiert werden direkt aus dem Patienten, eine Behandlung und müssen unterschieden werden in der Art der Zelle, die ersetzt werden muss. Da die Zellen tragen die gleichen Gewebe-Antigene, wie der patient, Sie sind etikettiert als „selbst“ und Immunologen glauben, dass diese Zellen sind anerkannt durch das Immunsystem.
Aber diese Auffassung kann nicht richtig sein. In einer früheren Studie unseres Labors hatten ergeben, dass geringfügige genetische Veränderungen (Mutationen) in der DNA durchgeführt, die von einem speziellen Teil der Zelle, der DNA, der mitochondrialen DNA, können eine Immunantwort auslösen.
Mitochondrien sind kleine Strukturen in den Zellen, die tragen Ihren eigenen Satz von Genen, die verantwortlich sind für die Erzeugung von Energie für die Zelle. Denn jede Zelle hat viele Mitochondrien, Sie tragen viele Kopien der mitochondrialen DNA. Spontane änderungen in der mitochondrialen Gene, Mutationen genannt, verändern die Form der Proteine, die Sie Kodieren. Diese mutierten Proteine, die wir als „neoantigens,“ re-tag werden die Zellen als „Fremd,“ alarmieren das Immunsystem und Ziel, die Stammzellen für die Zerstörung.
Zellen, immun-Mangel-Funktionen kann die Lösung sein
Unsere neueste Studie zeigt, dass neoantigens kann spontan auftreten, in den eigenen Zellen eines Patienten. Dies macht Sie anfällig für Ablehnung, wenn Sie als Teil der Stammzell-basierte Therapie. Wir zeigten, dass in Mäusen und Menschen, dass kleine änderungen in der mitochondrialen DNA auftreten kann, wenn der patient die Zellen in Stammzellen umprogrammiert, so dass Sie produzieren können verschiedene Arten von Zellen. Dies kann auch geschehen, während die Zellen vermehren sich in Platten oder in Bioreaktoren außerhalb des Körpers, die Anlass zu neoantigens.
Die Wahrscheinlichkeit, dass neoantigens entstehen, steigt mit der Zeit, die es braucht, um die Herstellung einer bestimmten Art von Zelle. Wenn die weißen Blutkörperchen erkennen neoantigens nach Injektion der Zellen zurück, in die Tiere oder Menschen, die Sie auslösen können, zu einer starken Immunantwort führt zu von Gewebe Ablehnung.
Neoantigens kann damit gefährden Sie nicht die gesamte Strategie von autologen zelltransplantation. So benutzen Sie diese form von cell transplantation, kann es notwendig sein, alle zu testen Zell-Produkte für die Mutationen in der mitochondrialen DNA.
Dodge das Immunsystem und machen die regenerative Stammzell-Therapien allgemein zugänglich für die öffentlichkeit, unser lab soll engineer Stammzellen ohne jede immun-Funktionen.