En sikrere måde for knoglemarvstransplantater

Blodstamcelletransplantation, kendt som benmargstransplantation, er en kraftfuld teknik, som potentielt kan give en livslang kur mod forskellige sygdomme. Men proceduren er så giftig, at den i øjeblikket bruges til at behandle kun de mest kritiske tilfælde.

Nu er forskere ved Stanford University School of Medicine kommet med en måde at gennemføre terapien på, som i mus nedsætter sin toksicitet dramatisk. Hvis metoden i sidste ende viser sig at være sikker og effektiv for mennesker, kan den potentielt bruges til at helbrede autoimmune sygdomme som lupus, juvenil diabetes og multipel sklerose; rette medfødte metaboliske lidelser som "boble boy" sygdom; og behandle mange flere former for kræft, samt gøre organtransplantationer sikrere og mere vellykkede.

"Der er næsten ingen sygdomskategori eller organtransplantation, der ikke påvirkes af denne forskning," siger Irving Weissman, MD, medforfatter af forskning og professor i patologi og udviklingsbiologi i Stanford. Et papir, der beskriver teknikken, blev offentliggjort den 10. august i Science Translational Medicine.

Papirets seniorforfatter er Judith Shizuru, MD, Ph.D., professor i medicin. Hovedforfatterne er forskningsassistent Akanksha Chhabra, Ph.D .; tidligere kandidatstuderende Aaron Ring, MD, Ph.D., som nu er på fakultetet i Yale; og Kipp Weiskopf, MD, Ph.D., en tidligere kandidatstuderende, der nu bor i Brigham og Women's Hospital.

Skadelig behandling

For at kunne transplantere blodstamceller skal en patients egen population af blodstamceller aflives. I øjeblikket gøres dette ved hjælp af kemoterapi eller strålebehandling, behandlinger, der er giftige nok til at skade en række organer og endda resultere i døden.

"Kemoterapi og stråling brugt til transplantationsskader DNA og kan forårsage både umiddelbare problemer og langvarig skade på mange væv i kroppen", sagde Shizuru. "Blandt de mange kendte toksiske bivirkninger kan disse behandlinger forårsage skade på leveren, reproduktive organer og hjernen, der potentielt forårsager anfald og svækker neurologisk udvikling og vækst hos børn." Af disse grunde anvendes blodstamcelletransplantation kun, når risiciene af alvorlig sygdom opvejer komplikationerne fra transplantationen.

For at undgå disse forfærdelige bivirkninger sammensatte Stanford-forskerne en symfoni af biologiske instrumenter, der fjerner vejen for blodstamcelletransplantation uden brug af kemoterapi eller strålebehandling.

Brug af antistoffer

Forskerne startede med et antistof mod et celleoverfladeprotein kaldet c-kit, som er en primær markør for blodstamceller. Vedhæftning af antistoffet mod c-kit resulterede i udtømning af blodstamceller i immundeficente mus. "Dette antistof alene ville imidlertid ikke være effektivt hos immunkompetente modtagere, som repræsenterer et flertal af potentielle knoglemarvstransplantationsmodtagere," sagde Chhabra. Forskerne søgte at forbedre effektiviteten ved at kombinere den med antistoffer eller med biologiske midler, som blokerer et andet celleoverfladeprotein kaldet CD47. Blokerer CD47 frigjorte makrofager til at "spise" målceller dækket af c-kit antistof, sagde Chhabra.

Med CD47-markøren blokeret og antistoffet bundet til c-kit-proteiner, fortyndede immunsystemet effektivt dyrets bloddannende stamceller, hvorved man fjernede vejen for transplanterede blodstamceller fra en donor til at optage sig i knoglemarv og generere et helt nyt blod og immunsystem.

Sammenligning af blodstamcelletransplantationer til plantning af et nyt felt af afgrøder bemærkede Shizuru, at forskerne ikke kun fandt en sikrere måde at rydde marken til plantning, men "vi brugte også sikrere teknikker til udsåning af de nye blodgenererende celler." I øjeblikket, knoglemarvstransplantationer involverer en blanding af celler, som omfatter blodstamceller såvel som forskellige immunceller fra donoren, som kan angribe transplantationsmodtagerens væv. Denne immunangreb resulterer i, hvad der kaldes graft-versus-host-sygdom, som kan skade væv og endda dræbe patienter.

Baseret på viden opnået fra tidligere forskning, rensede holdet donorvævet, så det kun indeholdt blodstamceller og ikke de andre immunceller, der forårsager graft-versus-vært-sygdom.

Succesen af ​​disse teknikker hos mus giver håb om, at lignende teknikker vil lykkes hos mennesker. "Hvis det virker i mennesker som det gjorde hos mus, ville vi forvente, at risikoen for død fra blodstamcelletransplantation ville falde fra 20 procent til effektivt nul," sagde Shizuru.

'Ny æra i sygdomsbehandling'

"Hvis og når dette er opnået, vil det være en helt ny æra inden for sygdomsbehandling og regenerativ medicin", siger Weissman, som er direktør for Stanford Institut for Stamcellebiologi og Regenerativ Medicin, samt direktøren for Ludwig Center for kræft stamceller forskning og medicin.

Når en patients blod og immunsystem sikkert kan erstattes, kan enhver sygdom forårsaget af patientens eget blod og immunceller potentielt blive helbredt ved en engangsapplikation af blodstamcelletransplantation, sagde de. Sikker udskiftning af patientens blod og immunceller vil slippe af med de celler, der angriber deres eget væv og frembringer sygdom som rheumatoid arthritis og type 1 diabetes.

En metode til sikker blodtransplantation af blodceller vil også muligvis gøre organtransplantation mere sikker og lettere, siger forskerne. I øjeblikket skal folk, der får en organtransplantation, forblive på stoffer, der holder deres immunsystem mod at angribe det transplanterede organ.

"Selvom du er på immunosuppressive stoffer, formindsker de fleste organtransplantationer i funktion eller svigt over tid, og de immunosuppressive lægemidler gør sig selv mere modtagelige for livstruende infektioner eller nydannende kræftformer," siger Weissman.

Men hvis blod og immunstamceller fra organdonoren kan transplanteres samtidig med orgelet, vil det nye immunsystem genkende det donerede organ og ikke angribe det, siger forskerne. "De transplanterede celler, det donerede organ og patientens egne væv lærer alle at eksistere sammen," sagde Shizuru. "Donorblodstamcellerne genopleder patientens immunsystem, og det transplanterede organ bliver ikke sparket ud."

Blod- og immunstamcelletransplantationer kan også være afgørende for at gøre den nye æra af regenerativ medicin til en succes. Hvis stamceller til organer eller væv som hjerte eller lever dyrkes til generel transplantation - det vil sige ikke specielt designet til en patient - vil patienten kræve immunforsvar ved blodstamcelletransplantation, således at stamcellerne ikke afvises som fremmedlegemer, forskerne sagde.

Kilde: Stanford University

https://www.biosciencetechnology.com/news/2016/08/safer-way-bone-marrow-transplants?cmpid=horizontalcontent