新しい幹細胞は「普遍的に移植される」可能性があります

寄贈された臓器が世界的に不足しているだけでなく、受け手の体が寄贈された臓器や移植された組織を拒絶するリスクが高いため、移植はしばしば危機的状況にあります。新しいタイプの「普遍的な」幹細胞は、これらの問題のいくつかを解決する可能性があります。

研究者は、免疫系が人の体内に到着する新しい幹細胞を攻撃するのを防ぐ方法を発見したかもしれません。

カリフォルニア大学サンフランシスコ校（UC）のチームによる最近の取り組みでは、研究者は、体の免疫応答を回避して拒絶反応を先取りすることができる多能性幹細胞の遺伝子操作に焦点を当てています。

これまでのところ、提供された組織不足の問題を回避するために、科学者は移植を必要とする同じ人から収集した成熟した完全に発達した細胞から幹細胞を作成しました。彼らはこれらを「人工多能性幹細胞」（iPSC）と呼んでいます。

科学者はiPSCを使用して、これらの細胞を体が拒絶する可能性を最小限に抑えることを望んでいます。これは、レシピエントの免疫系がドナー組織を潜在的な病原体として「ラベル付け」し、それに対して作用する傾向があるため、後で特殊化して新しい役割に踏み込みます。

しかし、このルートでさえ多くの障害に満ちており、驚くべきことに、専門家が自分の細胞から設計した幹細胞でさえ、定期的に拒絶に直面しています。

さらに、iPSCプロセスは実施が難しく、成功した試みを再現することはさらに困難です。

「iPSC技術には多くの問題がありますが、最大のハードルは品質管理と再現性です。一部の細胞が再プログラミングに適している理由はわかりませんが、ほとんどの科学者は、それがまだ確実に行われないことに同意しています」と、ジャーナルに掲載された新しい研究論文の筆頭著者であるTobiasDeuse博士は述べています。 ネイチャーバイオテクノロジー.

「これが原因で、個別化されたiPSC療法へのほとんどのアプローチが放棄されました」とDeuse博士は指摘します。

現在、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の科学者たちは、多能性のある新しい「普遍的な」幹細胞を作り出す別のアプローチをとることで解決策を見つけたのではないかと初めて信じています。これは、それらが特定の特殊な細胞に分化できることを意味します—そしてそれらはレシーバーの体からの免疫応答を引き起こしません。

完璧な幹細胞のエンジニアリング

「科学者は、あらゆる成人組織に成熟する可能性のある多能性幹細胞の治療の可能性を宣伝することがよくありますが、免疫系は安全で効果的な幹細胞治療の大きな障害となっています」とDeuse博士は説明します。

さらに、上級著者のソーニャ・シュレプファー博士は、「[w] eは免疫活性を抑制し、拒絶反応を起こしにくくする薬を投与できますが、[…]これらの免疫抑制剤は患者を感染や癌にかかりやすくします」と付け加えています。

これらの欠点を克服するために、カリフォルニア大学サンフランシスコ校のチームは、CRISPR-Cas9と呼ばれる遺伝子編集技術を使用し、わずか3つの遺伝子の活性を変更して、免疫系から新しい幹細胞を「保護」し、より簡単にそれらを受け入れるために体。

研究者らは、移植を拒絶する傾向のあるレシピエントの体をシミュレートするように設計したマウスモデルでこれらの新しく変更された幹細胞をテストしました。

「これは、誰もが普遍的に移植でき、免疫応答を誘発することなく免疫能力のあるレシピエントで生き残ることができる細胞を設計したのは初めてです」とDeuse博士は言います。

より具体的には、チームは、免疫系にシグナルを送り、免疫を誘発することができる一連のタンパク質（主要組織適合遺伝子複合体（MHC）クラスIおよびII）の活性を制御する2つの遺伝子を削除することによって幹細胞工学プロセスを開始しました応答。

この最初のステップは直感的でした。MHCタンパク質をコードする遺伝子のない細胞は、免疫系に対して「外来物質」としてそれらを「標識」する信号を発することができません。

ただし、そのようなセルは「フリーパス」を取得しません。それどころか、それらは科学者がナチュラルキラー（NK）細胞と呼ぶ一種の特殊な免疫細胞の標的になります。

「普遍的に適用できる製品」

研究者がNK細胞が幹細胞を攻撃するのを阻止する方法を調べたところ、通常は他の免疫細胞を寄せ付けない別の細胞表面タンパク質であるCD47もNKを阻害できることがわかりました。

実験室およびinvivoでの研究により、CD47がNK細胞をはじく答えを持っていることが確認されました。これらの成功に勇気づけられて、研究チームは、2つの変異遺伝子と1つの強化遺伝子を備えた新しい幹細胞を、ヒトの免疫応答をシミュレートするためのヒト免疫系要素を備えた特別に設計されたマウスに移植しました。これらの移植は成功し、げっ歯類の体は新しい細胞を拒絶しませんでした。

最後に、チームはさらに一歩進んで、新しい多能性幹細胞をさまざまな種類の心臓細胞として専門化するように説得しました。もう一度、彼らは得られた細胞を人間のような免疫システムを持つマウスに移植しました。

研究者たちは、新しい心臓細胞が長期間生き残り、単純な血管と心筋組織に形成されたため、これらの実験も成功したと報告しています。

チームは、これらすべての発見は、医師が人々を治療するときに最終的にそのような幹細胞を使用できることを示唆していると主張しています。

「私たちの技術は、幹細胞と幹細胞由来組織の拒絶の問題を解決し、幹細胞治療分野の大きな進歩を表しています」とDeuse博士は強調します。