Für viele Wissenschaftler hat die klinische Versprechen von Stammzellen durch sehr reale Befürchtungen, dass das Immunsystem die transplantierten Zellen zurückweisen , bevor sie eine langfristige Nutzen machen könnte gedämpft . Frühere Untersuchungen an Mäusen hat vorgeschlagen, dass auch Stammzellen aus der Person eigenes Gewebe , genannt iPS-Zellen hergestellt wird, kann eine Immunanfall auslösen .
Jetzt haben Forscher an der Stanford University School of Medicine festgestellt, dass Zureden iPS-Zellen im Labor , mehr spezialisierte Nachkommen -Zellen (eine zelluläre Prozess namens Differenzierung) vor der Transplantation in Mäuse werden können sie durch das körpereigene Immunsystem toleriert werden.
" Induzierte pluripotente Stammzellen haben ein enormes Potenzial als Quelle für personalisierte zelluläre Therapeutika für Organreparatur ", sagte Joseph Wu , MD, PhD , Direktor des Stanford Cardiovascular Institute . "Diese Studie zeigt, dass die undifferenzierten iPS Zellen durch das Immunsystem bei Transplantation in den gleichen Empfänger abgelehnt , sondern dass ganz Differenzierung dieser Zellen ermöglicht die Akzeptanz und Toleranz durch das Immunsystem ohne die Notwendigkeit einer Immunsuppression. "
Die Ergebnisse werden in einem Papier online in Nature Communications veröffentlicht wurde, beschrieben . Wu ist der leitende Autor des Papiers. Postdoktoranden Patricia Almeida , PhD, und Nigel Kooreman , MD, und Assistant Professor der Medizin Everett Meyer, MD, PhD, Anteilsabstand Urheberschaft.
In einer Welt voller mikrobielle Bedrohungen , ist das Immunsystem eine notwendige Watchdog. Immunzellen patrouillieren den Körper suchen nicht nur für fremde Eindringlinge , sondern auch für erkrankte oder Krebszellen zu beseitigen . Die Forscher spekulieren, dass der Akt der Reprogrammierung adulter Zellen , um Pluripotenz kann die Expression von Zelloberflächenmoleküleninduzieren das Immunsystem nicht zu sehen , da das Tier (oder Menschen ) war ein früher Embryo. Diese Moleküle , oder Antigene , kann Fremd dem Immunsystem eines reifen Organismus aussehen.
Frühere Studien haben vorgeschlagen, dass die Differenzierung von iPS-Zellen könnte die Tendenz zu reduzieren , um das Immunsystem nach der Transplantation zu entflammen , aber diese Studie ist die erste, genau zu prüfen , auf molekularer und zellulärer Ebene , warum das der Fall sein könnte .
"Wir haben eindeutig gezeigt, dass , sobald die Zellen differenziert sind , ist die Immunantwort auf iPS - abgeleiteten Zellen nicht unterscheidbar von der Antwort auf nicht-veränderten Gewebe von anderswo in dem Körper abgeleitet ", so Kooreman .
Pluripotente Stammzellen per definitionem die zu irgendeiner Zelle in dem Körper führen können. Obwohl embryonalen Stammzellen sind von Natur aus pluripotenten werden iPS-Zellen von Wissenschaftlern aus vorhandenen adulten Zellen , wie Haut oder Blut erzeugt. Sie sind leichter als die embryonalen Stammzellen , vorbei zu kommen , und sie entsprechen den genetischen Hintergrund der Person, von der sie gewonnen wurden . In der Theorie sind sie eine gute Wahl für einen Arzt wollen, patientenspezifische Stammzellen für potenzielle Therapien zu generieren.
Frühere Studien in Mäusen haben jedoch gezeigt, dass auch genetisch identisch iPS Zellen eine Immunantwort nach der Transplantation auszulösen. In den letzten sechs Jahren hat sich die Wu Labor untersucht, wie immunsuppressive Medikamente zu verwenden, um die Reaktion des Körpers auf beiden embryonalen und induzierten pluripotenten Stammzellen zu dämpfen sie zugänglicher für die klinische Anwendung zu machen.
In dieser aktuellen Studie Kooreman und sein Co-Lead Autoren beschlossen, enger an der Immunantwort auf transplantierten Stammzellen zu suchen. Die erste undifferenzierte iPS-Zellen in die Beinmuskeln von genetisch identischen Empfängermäuse transplantiert. Wie erwartet, wurden die Transplantate zurückgewiesen und keine iPS könnte um etwa 42 Tage nach der Transplantation festgestellt werden.
Die Forscher unterscheiden dann die iPS-Zellen in Endothelzellen, die das Innere des Herzens und der Blutgefäße auskleiden , vor der Transplantation . Sie verglichen die Akzeptanz dieser iPS abgeleiteten endothelialen Zellen mit der von natürlich vorkommenden endothelialen Zellen aus der Aorta Auskleidung Donormäusen abgeleitet . Wie bei dem vorherigen Experiment wurden alle transplantierten Zellen genetisch identisch zu den Mäusen, bei denen sie injiziert wurden .
Im Gegensatz zu den undifferenzierten iPS-Zellen , obwohl sowohl die iPS -derived Endothelzellen und die Aorta-Endothelzellen überlebten mindestens 63 Tage nach der Transplantation .
Anschließend wiederholt die Forscher das Experiment, aber entfernt die Transplantate 15 Tage nach der Transplantation. Sie fanden heraus, dass, obwohl die Immunzellen genannt Lymphozyten in allen Transplantaten anwesend waren, viel häufiger waren sie in den Transplantaten undifferenzierter iPS-Zellen . Lymphozyten in den Transplantaten von undifferenzierten iPS Zellen wurden ebenfalls exprimieren relativ hohe Gehalte von Genen bekannt, in feindlichen Immunreaktionen beteiligt sein. Demgegenüber Lymphozyten in beiden Arten von Endothelzellen exprimiert Transplantate höhere Genen bekannt, dämpfen die Immunantwort und induzieren Selbsttoleranz beteiligt sein.
Schließlich direkt suchten die Forscher eine Art von Lymphozyten genannt T-Zellen . Sie fanden heraus , dass , während die Transplantate von undifferenzierten iPS-Zellen beherbergt eine große Anzahl von T-Zellen von nur wenigen Besonderheiten - was auf eine robuste Immunantwort - die in Transplantate der beiden Arten von Endothelzellen waren vielfältiger, was auf eine begrenzte Reaktion verbunden mit einem Phänomen, das als Selbsttoleranz bekannt.
" Die Immunantwort auf die iPS abgeleitete Endothelzellen und die Aorta-Endothelzellen und die Langlebigkeit der Transplantate war sehr ähnlich ", so Kooreman . "Wenn wir speziell Blick auf die T-Zellen , sehen wir, sie sind auch sehr ähnlich , und dass sie viel anders von Transplantaten , die abgelehnt werden . "
Wu , der auch ein Professor der kardiovaskulären Medizin und Radiologie , Sagte: " Diese Studie macht sicherlich uns optimistisch, dass die Differenzierung - in jede nonpluripotent Zelltyp - . Machen wird iPS-Zellen weniger erkennbar Immunsystems Wir haben mehr Vertrauen, dass wir in Richtung der klinischen Verwendung dieser Zellen bei Menschen mit weniger Sorge als sich bewegen wir haben zuvor . "