Cara yang Lebih Selamat Untuk Transplantasi Sumsum Tulang

Transplantasi sel stem darah, yang dikenali sebagai pemindahan tulang sumsum, adalah satu teknik yang kuat yang berpotensi dapat memberikan ubat seumur hidup untuk pelbagai penyakit. Tetapi prosedurnya adalah sangat toksik yang kini digunakan untuk merawat kes-kes yang paling kritikal.

Sekarang, para penyelidik di Sekolah Perubatan Universiti Stanford telah menghasilkan satu cara untuk melaksanakan terapi yang, pada tikus, secara dramatik menurunkan keracunannya. Jika kaedah akhirnya membuktikan selamat dan berkesan untuk manusia, ia boleh digunakan untuk mengubati penyakit autoimun seperti lupus, diabetes remaja dan pelbagai sklerosis; memperbaiki gangguan metabolik kongenital seperti penyakit "budak gelembung"; dan merawat pelbagai jenis kanser, serta menjadikan pemindahan organ lebih selamat dan lebih berjaya.

"Terdapat hampir tidak ada kategori penyakit atau pemindahan organ yang tidak terjejas oleh penyelidikan ini," kata Irving Weissman, MD, penulis bersama penyelidikan dan profesor patologi dan biologi perkembangan di Stanford. Satu kertas yang menggambarkan teknik itu telah diterbitkan pada 10 Ogos dalam Perubatan Translational Sains.

Penulis kanan kertas itu adalah Judith Shizuru, MD, Ph.D., profesor perubatan. Penulis utama ialah rakan penyelidikan Akanksha Chhabra, Ph.D .; bekas pelajar siswazah Aaron Ring, MD, Ph.D., yang kini berada di fakulti di Yale; dan Kipp Weiskopf, MD, Ph.D., bekas pelajar siswazah yang kini bermastautin di Brigham dan Hospital Wanita.

Rawatan tidak senonoh

Untuk berjaya memindahkan sel stem darah, populasi sel stem darah sendiri mesti dibunuh. Pada masa ini, ini dilakukan menggunakan kemoterapi atau radioterapi, rawatan yang cukup toksik untuk merosakkan pelbagai organ dan bahkan mengakibatkan kematian.

"Kemoterapi dan radiasi yang digunakan untuk pemindahan kerosakan DNA dan boleh menyebabkan kedua-dua masalah serta kerosakan jangka panjang kepada banyak tisu dalam badan," kata Shizuru. "Antara kesan sampingan beracun yang diketahui, rawatan ini boleh menyebabkan kerosakan kepada hati, organ pembiakan dan otak, yang berpotensi menyebabkan kejang dan merosakkan perkembangan neurologi dan pertumbuhan pada kanak-kanak." Atas sebab-sebab ini, pemindahan sel stem darah hanya digunakan apabila risiko Penyakit serius melebihi komplikasi daripada pemindahan.

Untuk mengelakkan kesan sampingan yang mengerikan ini, penyelidik Stanford menyusun simposium instrumen biologi yang membersihkan cara pemindahan stem sel darah tanpa menggunakan kemoterapi atau radioterapi.

Menggunakan antibodi

Para saintis memulakan dengan antibodi terhadap protein permukaan sel yang dipanggil c-kit, yang merupakan penanda utama sel stem darah. Melampirkan antibodi ke c-kit mengakibatkan pengurangan sel stem darah dalam tikus kekurangan imun. "Walau bagaimanapun, antibodi ini sahaja tidak berkesan dalam penerima yang berkebolehan imun, yang mewakili sebahagian besar penerima pemindahan tulang sumsum yang potensial," kata Chhabra. Para penyelidik berusaha untuk meningkatkan keberkesanannya dengan menggabungkannya dengan antibodi atau dengan agen biologi yang menyekat satu lagi protein permukaan sel yang dipanggil CD47. Menyekat CD47 membebaskan makrofag untuk "makan" sel sasaran yang diliputi dengan antibodi c-kit, kata Chhabra.

Dengan penanda CD47 yang disekat dan antibodi yang dilekatkan pada protein c-kit, sistem kekebalan tubuh berkesan mengurangkan sel stem pembentuk darah haiwan, membersihkan jalan untuk sel stem darah yang dipindahkan dari penderma untuk tinggal di sumsum tulang dan menghasilkan darah baru dan sistem imun.

Membandingkan transplantasi sel stem darah untuk menanam tanaman baru, Shizuru berkata para penyelidik bukan sahaja menemui cara yang lebih selamat untuk membersihkan padang untuk menanam, tetapi "kami juga menggunakan teknik yang lebih selamat untuk membiak sel-sel penjanaan darah baru." Pada masa ini, Transplantasi sumsum tulang melibatkan campuran sel yang termasuk sel stem darah serta pelbagai sel imun dari penderma, yang boleh menyerang tisu penerima transplantasi. Serangan imun ini mengakibatkan penyakit yang dipanggil graft-versus-host, yang boleh merosakkan tisu dan membunuh pesakit.

Membina pengetahuan yang diperoleh daripada penyelidikan terdahulu, pasukan itu membersihkan tisu penderma supaya ia hanya mengandungi sel stem darah dan bukan sel-sel imun yang lain yang menyebabkan penyakit penyembuhan.

Kejayaan teknik ini dalam tikus menimbulkan harapan bahawa teknik yang sama akan berjaya dalam pesakit manusia. "Jika ia berfungsi pada manusia seperti yang dilakukan pada tikus, kita akan menjangkakan bahawa risiko kematian dari pemindahan stem sel darah akan menurun dari 20 peratus menjadi sifar berkesan," kata Shizuru.

'Masa baru dalam rawatan penyakit'

"Jika dan apabila ini dicapai, ia akan menjadi era baru dalam rawatan penyakit dan ubat regeneratif," kata Weissman, yang merupakan pengarah Institut Biologi Stem Cell Stanford dan Perubatan Regeneratif, serta pengarah Pusat Ludwig Penyelidikan dan Perubatan Sel Stem Kanser.

Sebaik sahaja sistem darah dan sistem kekebalan pesakit dapat diganti dengan selamat, sebarang penyakit yang disebabkan oleh darah pesakit dan sel-sel imunnya berpotensi disembuhkan dengan penggunaan satu-satu pemindahan sel stem darah, kata mereka. Selamat menggantikan darah pesakit dan sel-sel imun akan menyingkirkan sel-sel yang menyerang tisu mereka sendiri dan menghasilkan penyakit seperti arthritis rheumatoid dan diabetes jenis 1.

Satu kaedah selamat melakukan pemindahan stem sel darah juga berpotensi membuat transplantasi organ lebih selamat dan mudah, kata para penyelidik. Pada masa ini, orang yang menjalani pemindahan organ mesti sepanjang hayat mereka bergantung kepada ubat-ubatan yang menjaga sistem imun mereka daripada menyerang organ yang dipindahkan.

"Sekalipun anda berada di immunosuppressants, kebanyakan pemindahan organ berkurangan dalam fungsi atau gagal dari masa ke masa, dan dadah imunosupresif sendiri menjadikan pesakit lebih mudah terdedah kepada jangkitan yang mengancam nyawa atau kanser baru yang membentuk," kata Weissman.

Tetapi jika darah dan sel stem imun dari penderma organ boleh dipindahkan pada masa yang sama seperti organ, sistem imun yang baru akan mengenali organ donasi dan tidak menyerangnya, kata para penyelidik. "Sel-sel yang dipindahkan, organ yang disumbangkan dan tisu pesakit semuanya belajar bersekongkol," kata Shizuru. "Sel stem darah penderma mendidik semula sistem imun pesakit, dan organ yang dipindahkan tidak ditendang."

Transplantasi sel stem darah dan imun juga penting untuk menjadikan era baru ubat regeneratif berjaya. Jika sel stem untuk organ atau tisu seperti jantung atau hati ditumbuhkan untuk transplantasi umum - iaitu, tidak direka khusus untuk satu pesakit - pesakit akan memerlukan pengaliran imun melalui pemindahan stem sel darah supaya sel stem tidak ditolak sebagai badan asing, kata para penyelidik.

Sumber: Universiti Stanford

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