새로운 줄기 세포는 '보편적으로 이식'될 수 있습니다

기증 된 장기가 전 세계적으로 부족하기 때문에 이식은 종종 위기의 원인이되지만, 수용자의 신체가 기증 된 장기 또는 이식 된 조직을 거부 할 위험이 높기 때문입니다. 새로운 유형의 "유니버설"줄기 세포는 이러한 문제 중 일부를 해결할 수 있습니다.

페트리 접시에 줄기 세포

연구원들은 면역 체계가 사람의 몸에 도착하는 새로운 줄기 세포를 공격하는 것을 막는 방법을 발견했을 수도 있습니다.

샌프란시스코 캘리포니아 대학 (UC) 팀의 최근 노력 은 신체의 면역 반응을 우회하여 거부를 선점 할 수있는 다 능성 줄기 세포의 유전자 공학에 집중했다 .

지금까지 기증 된 조직 부족 문제를 우회하기 위해 과학자들은 이식이 필요한 사람에게서 수집 한 성숙하고 완전히 발달 된 세포에서 줄기 세포를 만들었습니다. 그들은 이것을 "유도 된 다 능성 줄기 세포"(iPSC)라고 부릅니다.

iPSC를 통해 과학자들은 수용자의 면역계가 기증자 조직을 잠재적 인 병원체로 "표지"하는 경향이 있기 때문에 신체가 이러한 세포를 거부 할 가능성을 최소화하기를 희망합니다.

그러나이 경로조차도 많은 장애물로 가득 차 있으며, 놀랍게도 전문가가 개인의 세포에서 조작 한 줄기 세포조차도 정기적으로 거부에 직면합니다.

또한 iPSC 프로세스는 수행하기가 어렵고 여전히 성공적인 시도를 재현하기가 더 어렵습니다.

Tobias 박사는“iPSC 기술에는 많은 문제가 있지만 가장 큰 장애물은 품질 관리 및 재현성입니다. 우리는 어떤 세포가 재 프로그래밍이 가능한지 알지 못하지만 대부분의 과학자들은 아직 확실하게 수행 할 수 없다고 동의합니다. Nature Biotechnology 저널에 실린 새로운 연구 논문의 저자, 실책 .

Deuse 박사는“이로 인해 개별화 된 iPSC 요법에 대한 대부분의 접근 방식이 포기되었다”고 지적했다.

UC 샌프란시스코의 과학자들은 처음으로 만능인 새로운 "보편적 인"줄기 세포를 만드는 다른 접근법을 취함으로써 해결책을 찾은 것으로 믿고 있습니다. 이것은 그들이 특정의 특정 세포로 분화 할 수 있음을 의미하며, 수용자의 신체로부터 면역 반응을 유발하지 않습니다.

완벽한 줄기 세포 공학

Deuse 박사는“과학자들은 종종 모든 성인 조직으로 성숙 할 수있는 다 능성 줄기 세포의 치료 잠재력을 선전하지만 면역계는 안전하고 효과적인 줄기 세포 치료에 큰 장애가되고있다”고 설명했다.

더욱이 선임 저자 Sonja Schrepfer 박사는 다음과 같이 덧붙였다. "[w] e는 면역 활동을 억제하고 거부 가능성을 낮추는 약물을 투여 할 수 있지만, 이러한 면역 억제제는 환자에게 감염과 암에 더 취약하게 만듭니다."

UC San Francisco 팀은 이러한 단점을 극복하고 극복하기 위해 CRISPR-Cas9라고하는 유전자 편집 기술을 사용했으며 면역 체계에서 새로운 줄기 세포를 "차폐"하기 위해 최소한 3 개의 유전자 활동을 수정했습니다. 몸이 더 쉽게 받아 들일 수 있습니다.

연구진은 이식을 거부하는 경향이있는 이식 체 ( "호환성 불일치"라고 불림)와 완전하게 기능하는 면역 시스템을 가진 마우스 모델에서 새롭게 변경된 줄기 세포를 테스트했습니다.

새로운 뼈 조직을 형성하는 'Coaxing'줄기 세포

새로운 뼈 조직을 형성하는 'Coaxing'줄기 세포

과학자들은 줄기 세포가 원하는 특수 세포로 분화되도록 어떻게 할 수 있습니까?

지금 읽어라

Deuse 박사는“이것은 사람이 보편적으로 이식 할 수 있고 면역 반응을 일으키지 않고 면역 능력이있는 수용자에게서 생존 할 수있는 세포를 처음으로 설계 한 것입니다.

보다 구체적으로,이 팀은 면역계에 신호를 보내고 면역을 유발할 수있는 단백질 세트 (주요 조직 적합성 복합체 (MHC) 클래스 I 및 II)의 활동을 제어하는 ​​두 개의 유전자를 삭제함으로써 줄기 세포 공학 과정을 시작했습니다. 응답.

이 첫 번째 단계는 직관적이었습니다. MHC 단백질을 암호화하는 유전자가없는 세포는 면역계에 "이물질"로 "표지"하는 신호를 방출 할 수 없습니다.

그러나 이러한 셀은 "무료 패스"를 얻지 못합니다. 반대로, 그들은 과학자들이 자연 살해 (NK) 세포라고 부르는 특수한 면역 세포 유형의 표적이됩니다.

'보편적으로 적용 할 수있는 제품'

연구원들이 NK 세포가 줄기 세포를 공격하는 것을 막는 방법을 조사했을 때, 다른 면역 세포를 정상적으로 막아주는 다른 세포 표면 단백질 인 CD47도 NK를 억제 할 수 있음을 발견했습니다.

실험실 및 생체 내 작업은 CD47이 NK 세포를 격퇴시키는 것에 대한 답을 보유 함을 확인 하였다. 이러한 성공에 힘 입어 연구팀은 돌연변이 된 유전자 하나와 강화 된 유전자 하나를 가진 새로운 줄기 세포를 인간의 면역 반응을 시뮬레이션하기 위해 인간 면역계 요소를 가진 특수 조작 된 마우스에 이식했다. 이 이식은 성공적이었고 설치류의 몸은 새로운 세포를 거부하지 않았습니다.

마지막으로 팀은 한 단계 더 나아가 새로운 만능 줄기 세포를 동정하여 다른 유형의 심장 세포로 특수화했습니다. 한 번 더, 그들은 결과적인 세포를 인간과 같은 면역계를 가진 마우스에 이식했다.

연구진은 새로운 심장 세포가 오랫동안 생존하여 단순한 혈관과 심장 근육 조직으로 형성되면서 이러한 실험도 성공했다고보고했다.

이 모든 연구 결과는 의사가 사람들을 치료할 때 이러한 줄기 세포를 결국 사용할 수 있다고 주장했다.

Deuse 박사는“우리의 기술은 줄기 세포와 줄기 세포 유래 조직의 거부 문제를 해결하고 줄기 세포 치료 분야의 주요 발전을 나타냅니다.

" 우리의 기술은 개별화 된 접근 방식보다 훨씬 낮은 생산 비용을 가진 더 넓은 범위의 사람들에게 혜택을 줄 수 있습니다. 우리는 세포를 한 번만 제조하면되고, 보편적으로 적용될 수있는 제품이 남아 있습니다."

- 토비아스 박사