Новое исследование позволит увеличить количество стволовых клеток пуповинной крови

Американские учёные из Института медицинских исследований Стауэрса (Stowers Institute for Medical Research) открыли новый метод, который позволит получать большее количество зрелых стволовых клеток из пуповинной крови человека.

Результаты данного исследования, которые были опубликованы в Cell Research, смогут сделать данные клетки доступнее для лечения болезней крови, иммунной системы и подобных заболеваний у пациентов, которые не могут воспользоваться трансплантацией костного мозга.

«Жизненно необходимые пересадки костного мозга были обычной практикой в течение многих десятилетий, однако они подходят не всем»,

— говорит исследователь Института Стауэрса доктор Линхен Ли (Linheng Li), глава исследования.

По данным Департамента здравоохранения и социальных служб США, только 30% пациентов имеют доступ к донорскому костному мозгу своих близких родственников. По прогнозам Американского онкологического сообщества, в 2018 году более, чем у 170 тыс. человек только в США будет диагностирован рак крови (лейкемия, лимфома или миелома).

Зрелые стволовые клетки, полученные из пуповинной крови (stem cells from human umbilical cord blood, hUCB), как правило, подходят большинству людей, поэтому даже при неполной совместимости, риск иммунологических осложнений значительно ниже, чем при трансплантации костного мозга.

Однако взрослым пациентам требуется большой объём стволовых клеток, который можно получить минимум из двух пупочных канатиков, а это значит, что имеющихся запасов пуповинной крови не хватает всем нуждающимся в лечении.

Увеличение числа стволовых клеток пуповинной крови

«Увеличение числа взрослых стволовых клеток пуповинной крови потенциально позволит сократить количество пуповин, необходимых для лечения. Это огромное преимущество», — говорит Линхен Ли.

В настоящем исследовании учёные сфокусировались на белке, который воздействует на несколько мишеней и путей, участвующих в самообновлении кроветворных (гемопоэтических) стволовых клеток. Это более широкий подход в отличие от других исследований, которые изучали лишь одну цель или путь в общем процессе.

Белок, известный как Ythdf2, распознаёт конкретный тип модификации группы мРНК, кодирующий ключевые факторы транскрипции для самообновления гемопоэтических стволовых клеток и способствующий распаду этих мРНК в клетках.

У нокаутных по Ythdf2 моделей мышей и в клетках hUCB с отключённой функцией Ythdf2 учёные наблюдали увеличение экспрессии данных транскрипционных факторов и увеличение количества гемопоэтических стволовых клеток – основного типа взрослых стволовых клеток пуповинной крови.

Исследователи отметили, что отключение функции Ythdf2 не меняло специализацию производимых впоследствии клеток и не вызывало роста злокачественных новообразований. Кроме того, лечение при помощи отключения является непродолжительным, что позволяет восстановить функцию Ythdf2 после трансплантации.

«Наш подход, нацеленный на функцию Ythdf2, с использованием метода на основе РНК также помог избежать более устойчивых изменений, связанных с ДНК, таких как мутации в эпигенетических регуляторах», — говорит доктор Женруй Ли (Zhenrui Li), ведущий автор исследования.

Эти генетические мутации могут привести к рецидивам рака, объясняет Женруй Ли. Поскольку белок Ythdf2 присутствует в разных типах зрелых стволовых клеток, нацеливание на него для влияния на гемопоэтические стволовые клетки более безопасно и может широко применяться.

Линхен Ли полагает, что данный метод потенциально можно использовать с другими типами зрелых стволовых клеток, увеличив их количество для лечения пациентов. Кроме того, новый подход можно использовать при гаплоидентичных трансплантациях гемопоэтических стволовых клеток, в которых участвуют не полностью совестимые доноры – родственники. При этом пациенты обычно нуждаются в подавлении иммунитета для предотвращения реакции трансплантат против хозяина.

«Данная работа является шагом вперёд, демонстрируя способность надёжно увеличивать количество взрослых стволовых клеток пуповинной крови в лабораторных условиях без окончательной дифференцировки клеток в более зрелые и относительно короткоживущие клетки крови», — говорит доктор Джозеф МакГирк (Joseph McGuirk), не принимавший непосредственного участия в исследовании.

Эти результаты представляют собой значительный прогресс в своей области и обладают значительным потенциалом для улучшения состояния тысяч детей и взрослых, которые ежегодно проходят процедуру трансплантации пуповинной крови.