Cellules souches sanguines en expansion pour la transplantation de moelle osseuse - nouvelle méthode développée


Cellules souches sanguines en expansion pour la transplantation de moelle osseuse - nouvelle méthode développée

Les scientifiques du Collège médical Weill Cornell croient qu'ils ont résolu de développer des cellules souches hématopoïétiques adultes (HSC) à l'extérieur du corps humain à des fins médicales dans la transplantation de moelle osseuse - une étape essentielle vers la production de suffisamment de cellules souches nécessaires pour rétablir une santé Système de sang.

Les chercheurs, en collaboration avec des scientifiques du Memorial-Sloan Kettering Cancer Center, ont décrit dans le journal Du sang Comment ils ont créé une protéine pour développer les HSC adultes lorsqu'ils ont été prélevés dans la moelle osseuse d'un donneur. La protéine maintient les HSC expansés dans un état de type tige, les empêchant de se différencier en cellules sanguines spécialisées avant qu'elles ne soient transplantées dans la moelle osseuse du patient receveur.

La recherche de donneurs de moelle orale compatibles est difficile et, même lorsqu'une «correspondance» est trouvée, en récoltant suffisamment de cellules de moelle osseuse requises pour une transplantation en utilisant les méthodes actuelles, cela signifie généralement que des cycles supplémentaires de récolte sont nécessaires pour mobiliser les cellules souches du sang.

En développant des HSC sains dans le laboratoire, pas autant de cellules souches doivent être récoltées auprès des donneurs. De plus, les cellules souches du sang adulte peuvent être congelées et stockées pour une expansion et une utilisation futures - ce qui ne peut être fait avec la technologie actuelle.

Le docteur Pengbo Zhou, professeur de pathologie et de médecine de laboratoire à Weill Cornell, a déclaré:

"Notre travail démontre que nous pouvons surmonter un obstacle technique majeur dans l'expansion des cellules souches sanguines adultes, permettant, pour la première fois, de les produire à l'échelle industrielle".

Dr. Zhou dit que Les banques de moelle osseuse peuvent un jour être placées à côté des banques de sang, si cette dernière technologie passe des tests futurs .

Le Dr Zhou a déclaré: «Le but immédiat consiste à voir si nous pouvons prendre moins de cellules souches du sang d'un donneur et les étendre pour la transplantation. De cette façon, plus de gens sont susceptibles de faire un don. Si beaucoup de gens font un don, alors on peut taper Les cellules avant de les congeler et de les bancer, afin que nous connaissions toutes les caractéristiques immunitaires. L'espoir est que lorsqu'un patient a besoin d'une transplantation de moelle osseuse pour traiter le cancer ou une autre maladie, nous pouvons trouver les cellules qui correspondent, les développer et utiliser leur."

Les scientifiques croient que plus de gens peuvent éventuellement choisir de stocker leur propre moelle pour une utilisation future potentielle. Les cellules souches du sang d'une personne sont le meilleur traitement pour la plupart des cancers du sang; Ils peuvent également être utilisés pour ralentir le vieillissement et d'autres fins utiles.

Un signal de destruction brouillée

Les cellules souches hématopoïétiques (HSC) qui résident dans la moelle osseuse peuvent devenir n'importe quel type de cellules sanguines, y compris tous les types de cellules immunitaires.

Pour les patients atteints de cancers du sang causés par des cellules sanguines anormales, une option de traitement comprend l'élimination de la moelle nocive et la transplantation de cellules souches du sang sain d'un donneur. Si les traitements anticancéreux endommagent le sang d'un patient atteint de cancer, il peut être nécessaire d'effectuer une transplantation de moelle osseuse. Les troubles immunitaires et autres maladies peuvent également être traités avec des transplantations de moelle osseuse.

Le fait de donner de la moelle osseuse est parfois un processus pénible et pénible. La moelle est extraite avec une aiguille d'un gros os sous anesthésie générale. Fournir suffisamment de cellules souches pour les destinataires peut également nécessiter plusieurs sessions d'extraction de la moelle osseuse.

Les scientifiques ont essayé d'élargir les HSC depuis quelques années. Ils se sont concentrés sur le facteur de transcription HOXB4, qui encourage les HSC à faire des copies d'eux-mêmes. Dr. Zhou a déclaré " Plus il existe de protéines HOXB4 dans les cellules souches, plus elles se renouvellent et augmentent leur population. "

Cependant, toutes les études antérieures ont échoué en raison de leur applicabilité. Les HSC sont obstinément résistants au transfert de gènes. Jusqu'à présent, les moyens les plus efficaces pour délivrer des gènes thérapeutiques dans les HSC dans le cadre du laboratoire ont été utilisés avec des véhicules à base de virus.

Les scientifiques ont utilisé un virus comme un véhicule pour délivrer un gène thérapeutique chez des patients atteints de SCID (maladie d'immunodéficience combinée sévère) pour rétablir leur système immunitaire. Cependant, quatre enfants ont développé une leucémie liée au traitement car il était impossible de contrôler où, dans le génome, le virus s'insère. Souvent, le virus entre dans le génome sur les points chauds qui inactivent les gènes suppresseurs de tumeurs ou qui activent les oncogènes.

D'autres scientifiques ont démontré que l'insertion directe de la protéine HOXB4 dans des cellules souches extraites de la moelle osseuse est possible. Le Dr Zhou a déclaré: "Mais la demi-vie de la protéine naturelle est très courte - environ une heure. Cela signifie que pour augmenter les cellules souches du sang, ces protéines HOXB4 doivent être ajoutées tout le temps. Parce que les protéines sont Très coûteux, ce processus est à la fois coûteux et peu pratique. "

La différenciation ne peut commencer que lorsque HOXB4 est dégradé

Dans cette dernière étude, le Dr Zhou, le Dr Malcolm et l'équipe ont adopté une approche différente. Ils ont décidé de déterminer pourquoi la protéine HOXB4 n'est pas durable dans les HSC, une fois que ces cellules sont retirées de la niche de cellules souches protectrices qu'elles nichent silencieusement. Ils ont constaté que pour que les cellules souches commencent à se différencier, il faut cibler HOXB4 Pour la dégradation. "Différencier" signifie développer (maturité) en différents types de cellules sanguines adultes.

Le Dr Zhou a déclaré que "HOXB4 empêche les cellules souches du sang de se différencier, tout en leur permettant de se renouveler".

CUL4, une autre protéine, est marquée sur HOXB4 lorsque cette dernière protéine est destinée à la destruction par l'appareil de destruction de protéines de la cellule, ont révélé les scientifiques. L'équipe a découvert que CUL4 "voit" un ensemble de quatre acides aminés sur la protéine (il reconnaît la protéine de cette façon). Le Dr Zhou a expliqué que HOXB4 possède un signal de destruction sur lequel CUL4 identifie et agit.

Zhou et l'équipe ont synthétisé une protéine HOXB4 avec un signal de destruction brouillé. Avec l'utilisation de certaines bactéries, ils ont produit de grandes quantités de HOXB4, puis l'ont livré dans des cellules souches du sang humain dans le laboratoire.

Dr. Zhou a déclaré:

"Lorsque vous masquez le signal de dégradation de CUL4, la demi-vie de HOXB4 se développe jusqu'à 10 heures. Le HOXB4 conçu a fait son travail pour développer la cellule souche, tout en conservant toutes ses propriétés de cellules souches intactes. En conséquence, les cellules recevant le HOXB4 fabriqué en ingénierie Ont démontré une capacité de dilatation supérieure à celle de protéines HOXB4 naturelles. Les études sur les animaux ont démontré que les cellules souches humaines artificielles transplantées peuvent conserver leurs qualités de cellules souches dans la moelle osseuse de souris ".

Pour produire suffisamment de cellules souches du sang pour une transplantation de patient et pour la banque, il faut administrer la protéine HOXB4 toutes les 10 heures environ , Ont expliqué les scientifiques.

Le Dr Zhou a ajouté: "C'est l'objectif ultime pour ce que nous essayons d'atteindre. Il y a probablement de nombreux obstacles pour atteindre nos objectifs, mais nous avons trouvé des moyens de faire face à un obstacle majeur à l'expansion des cellules souches hématopoïétiques adultes".

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