Откривање матичних ћелија могло би побољшати лечење леукемије и других болести
Немогућност да се матичне ћелије људске крви или хематопоетске матичне ћелије (ХСЦ), самообнављају у лабораторији, кочи напредак у лечењу леукемије и других болести крви.
Нова студија са Универзитета Калифорнија у Лос Анђелесу (УЦЛА) сада сугерише да се одговор можда крије у одређеном протеину - чија активација може у великој мери проширити ХСЦ у култури.
Тим УЦЛА открио је да је протеин назван МЛЛТ3 кључни регулатор функције ХСЦ. Протеин је присутан у високом нивоу у ХСЦ-у људских фетуса, новорођенчади и одраслих. Међутим, култивирани ХСЦ имају низак ниво МЛЛТ3.
У недавном Природа истраживачи извештавају како је манипулисање геном одговорним за стварање протеина довело до „више од 12 пута ширења трансплантабилних“ ХСЦ.
Виша ауторка овог чланка је Ханна К. А. Миккола, професор молекуларне, ћелијске и развојне биологије на УЦЛА. Она проучава ХСЦ више од 20 година.
„Иако смо током година научили много о биологији ових ћелија“, каже Миккола, „остао је један кључни изазов: учинити [ХСЦ] самообнављањем у лабораторији.“
„Морамо да превазиђемо ову препреку да бисмо померали поље напред“, додаје она.
ХСЦ-овима је потребна моћна способност самокопирања
Сва ткива и ћелије тела ослањају се на крвне ћелије за исхрану и заштиту. Да би испуниле тако неумољив и напоран задатак, крвне ћелије морају бити у стању да се обнове. Код одраслих, крвне ћелије и ћелије коже имају највећи капацитет попуњавања од било ког ткива.
Посао стварања нових крвних зрнаца пада на ХСЦ. Сваког дана људско тело ствара милијарде нових крвних зрнаца, захваљујући ХСЦ-у, који такође ствара имуне ћелије.
ХСЦ се налазе у коштаној сржи, где се самообнављају и сазревају у различите врсте крви и имуне ћелије.
Људима са одређеним болестима крви или имуног система - попут леукемије - требају свеже залихе ХСЦ-а да би створиле нове ћелије. Деценијама су лекари користили трансплантацију коштане сржи како би повећали своје залихе.
Међутим, постоје ограничења у којој мери трансплантација коштане сржи може понудити решење. На пример, није увек могуће пронаћи одговарајућег даваоца или би тело примаоца могло одбити пресађене ћелије.
Још један проблем који се може јавити је тај да број трансплантираних ХСЦ можда неће бити довољан да генерише довољно крви или имуних ћелија за лечење болести.
Проблем са култивисаним ХСЦ
Научници су покушали да узгајају ХСЦ у лабораторији као алтернативу трансплантацији коштане сржи. Међутим, различити покушаји трансплантације култивираних ХСЦ-а погодили су уобичајени проблем: ХСЦ-ови које су научници уклонили из коштане сржи убрзо губе способност самообнављања у култури.
Једном када ХСЦ изгубе способност да праве нове копије, једина будућност коју имају је или да се диференцирају у специјализоване ћелије или да умру.
За нову студију, проф. Миккола и њен тим су погледали шта се догодило са генима јер су ХСЦ изгубили способност самообнављања у лабораторији.
Видели су да су се неки гени искључили када се то догодило. Искључени гени варирали су у зависности од типова ћелија које су формирали ХСЦ.
Да би их боље погледао, тим је створио ћелије сличне ХСЦ из одраслих плурипотентних матичних ћелија које се нису могле само реплицирати, а затим је посматрао њихову активност гена.
Овај експеримент је показао да постоји јака веза између способности самообнављања ХСЦ и активности ХСЦ МЛЛТ3 ген.
Активно МЛЛТ3 је неопходан услов
Чини се да је висок израз МЛЛТ3 обезбеђује обилно снабдевање својим протеинима, који садржи упутства неопходна за самообнављање ХСЦ-а.
Протеин помаже машинерији ХСЦ да настави да ради док ћелија прави своју копију.
Даљи експерименти су открили да се уметањем активне МЛЛТ3 ген у језгро ХСЦ-а у лабораторијској култури повећао је њихову способност само-репликације за фактор 12.
„Ако размишљамо о количини матичних ћелија крви потребне за лечење пацијента, то је значајан број.“
Проф. Ханна К. А. Миккола
У другим студијама које су покушале да ХСЦ-ове самообнављају у култури користили су мале молекуле. Међутим, проф. Миккола и њен тим имали су проблема са тим приступом.
Открили су да ћелије нису у стању да одрже ниво МЛЛТ3 протеина и нису добро функционисале када их је тим пресадио мишевима.
Комбиновањем две методе
Тим је открио да комбиновање методе малих молекула са МЛЛТ3 активација гена створила је ХСЦ-ове који се правилно интегришу у коштану срж мишева.
Ти ХСЦ су такође произвели све исправне врсте крвних зрнаца и задржали способност самообнављања.
Забринутост коју научници имају у вези са производњом трансплантабилних ХСЦ у лабораторији је обезбеђивање њиховог правилног рада када су у телу.
ХСЦ морају да буду способни за самокопирање правим темпом и не смеју стећи мутације које би могле довести до болести попут леукемије.
Чини се да осигуравање стабилних нивоа МЛЛТ3 протеина испуњава ове захтеве.
Истраживачи сада раде на методама манипулације МЛЛТ3 сигурније и лакше.
