Теперь исследователи Солка впервые нашли способ преобразовать клетки пациентов с х-сцепленным ТКИН в состояние, подобное стволовым, исправить генетическую мутацию и побудить исправленные клетки успешно генерировать NK-клетки в лаборатории.
Успех новой техники предполагает возможность имплантации этих измененных клеток обратно пациенту, чтобы они могли создать иммунную систему.
Хотя новая работа, опубликованная 12 марта 2015 года в Cell Stem Cell, является предварительной, она может предложить потенциально менее инвазивный и более эффективный подход, чем существующие варианты.
«Эта работа демонстрирует новый метод, который может привести к более эффективному и менее инвазивному лечению этого разрушительного заболевания», – говорит старший автор Индер Верма, профессор Солка и профессор молекулярной биологии Американского онкологического общества. "Он также может заложить основу для лечения других смертельных и редких заболеваний крови."
Предыдущие попытки лечения ТКИД включали трансплантацию костного мозга или генную терапию, с неоднозначными результатами.
В том, что начиналось как многообещающие клинические испытания в 1990-х годах, исследователи использовали вирусный механизм, чтобы доставить необходимые гены во вновь растущие клетки костного мозга пациента. Хотя эта генная терапия сначала вылечила болезнь, искусственное добавление генов в конечном итоге привело к лейкемии у некоторых пациентов. С тех пор были разработаны и другие методы генной терапии, но они, как правило, подходят для менее легких форм заболевания и требуют пересадки костного мозга – сложной процедуры для тяжелобольных младенцев.
Для реализации нового метода команда Солка взяла образец костного мозга у умершего пациента в Австралии.
Используя эту небольшую выборку, команда разработала новый метод в три этапа. Во-первых, они превратили клетки пациента в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) – клетки, которые, как и эмбриональные стволовые клетки, обладают способностью превращаться в ткани любого типа и имеют большие перспективы для регенеративной медицины.
«Как только у нас появятся стволовые клетки, полученные от пациентов, мы сможем удалить генетическую мутацию, по сути, зафиксировав клетки», – объясняет один из первых авторов и постдокторский исследователь Солка Эми Ферт.
Вторым нововведением было использование новой технологии редактирования генов для коррекции генетической недостаточности, связанной с SCID, в этих ИПСК. Чтобы удалить мутацию, исследователи использовали технологию под названием TALEN (похожую на более известный метод CRISPR). Этот набор ферментов действует как молекулярные ножницы для генов, позволяя исследователям отрезать ген и заменять пары оснований, составляющие ДНК, другими парами оснований.
«В отличие от традиционных методов генной терапии, мы не вводим пациенту совершенно новый ген, который может вызвать нежелательные побочные эффекты», – говорит Тушар Менон, первый автор и постдокторский исследователь Солка. "Мы используем редактирование генома на основе TALEN, чтобы изменить только один нуклеотид в одном гене, чтобы исправить недостаток. Техника буквально настолько точна."
Третий этап работы заключался в том, чтобы заставить клетки размножаться в жизненно важные клетки иммунной системы – задача не из легких, но она могла предложить потенциально неограниченный запас, который можно было бы трансплантировать обратно пациентам через определенные промежутки времени.
Для этого исследователи сотрудничали с учеными из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, чтобы использовать смесь питательных веществ и других факторов, которые будут стимулировать ИПСК генерировать NK-клетки.
И им это удалось.
Эти скорректированные клетки в чашке действительно развивали зрелые NK-клетки.
Затем команда работает над воспроизведением других жизненно важных иммунных компонентов, Т-клеток. Пока что они побудили ИПСК превратиться в предшественников Т-клеток, но пока не смогли добиться их зрелости.
«В конечном счете, мы надеемся, что эти усилия помогут привести к« святому Граалю »в этой области: способности создавать стволовые клетки из ИПСК, способные генерировать все типы крови и иммунных клеток», – говорит Верма, который также является Ирвином и Джоан.
Кафедра Джейкобса по образцовой науке о жизни. Возможность генерировать сами исправленные стволовые клетки крови может дать одноразовое лечение, которое в конечном итоге восполнит функционирующие клетки на протяжении всей жизни пациента.
«Вместо этого у нас есть альтернатива, которая могла бы работать как менее инвазивное лечение и с возможностью легко масштабироваться до массовых объемов», – говорит Ферт.
Еще одно преимущество использования клеток, полученных от пациента, в качестве лечения заключается в том, что организм пациента обычно не отторгает их (в отличие от донорской ткани).