Een veiligere manier voor beenmergtransplantaties

Bloedstamceltransplantatie, algemeen bekend als beenmergtransplantatie, is een krachtige techniek die mogelijk een levenslange remedie kan bieden voor een verscheidenheid aan ziekten. Maar de procedure is zo giftig dat deze momenteel alleen voor de meest kritieke gevallen wordt gebruikt.

Nu hebben onderzoekers van de Stanford University School of Medicine een manier bedacht om de therapie uit te voeren die bij muizen de toxiciteit dramatisch verlaagt. Als de methode uiteindelijk veilig en effectief blijkt voor de mens, kan deze mogelijk worden gebruikt om auto-immuunziekten zoals lupus, juveniele diabetes en multiple sclerose te genezen; fixeren van aangeboren stofwisselingsstoornissen zoals "bubble boy" -ziekte; en behandel veel meer soorten kanker, en maak orgaantransplantaties veiliger en succesvoller.

"Er is bijna geen categorie van ziekte of orgaantransplantatie die niet wordt beïnvloed door dit onderzoek," zei Irving Weissman, MD, co-auteur van het onderzoek en hoogleraar pathologie en ontwikkelingsbiologie bij Stanford. Een paper met de techniek werd gepubliceerd 10 augustus in Science Translational Medicine.

De senior auteur van het papier is Judith Shizuru, MD, Ph.D., professor in de geneeskunde. De hoofdauteurs zijn onderzoeksassistent Akanksha Chhabra, Ph.D .; voormalig graduate student Aaron Ring, MD, Ph.D., die nu op de faculteit bij Yale is; en Kipp Weiskopf, MD, Ph.D., een voormalig afgestudeerde student die nu een inwoner is van Brigham and Women's Hospital.

Schadelijke behandeling

Om met succes bloedstamcellen te transplanteren, moet de eigen populatie bloedstamcellen van een patiënt worden gedood. Momenteel gebeurt dit met chemotherapie of radiotherapie, behandelingen die giftig genoeg zijn om een ​​verscheidenheid aan organen te beschadigen en zelfs de dood tot gevolg hebben.

"De chemotherapie en bestraling voor transplantatie beschadigen DNA en kunnen zowel directe problemen als langdurige schade aan veel weefsels in het lichaam veroorzaken," zei Shizuru. "Onder de vele bekende toxische bijwerkingen kunnen deze behandelingen schade aan de lever, voortplantingsorganen en hersenen veroorzaken, wat mogelijk epileptische aanvallen en negatieve neurologische ontwikkeling en groei bij kinderen kan veroorzaken." Om deze redenen wordt bloedstamceltransplantatie alleen gebruikt wanneer de risico's van ernstige ziekte opwegen tegen de complicaties van de transplantatie.

Om deze vreselijke bijwerkingen te voorkomen, componeerden de Stanford-onderzoekers een symfonie van biologische instrumenten die de weg vrijmaken voor bloedstamceltransplantatie zonder het gebruik van chemotherapie of radiotherapie.

Met behulp van antilichamen

De wetenschappers zijn begonnen met een antilichaam tegen een celoppervlakte-eiwit genaamd c-kit, dat een primaire marker is van bloedstamcellen. Het bevestigen van het antilichaam aan c-kit resulteerde in depletie van bloedstamcellen in muizen met immunodeficiëntie. "Echter, dit antilichaam alleen zou niet effectief zijn bij immuun-competente ontvangers, die een meerderheid van potentiële ontvangers van beenmergtransplantaten vertegenwoordigen," zei Chhabra. De onderzoekers probeerden de effectiviteit te verbeteren door het te combineren met antilichamen of met biologische agentia die een ander celoppervlakte-eiwit blokkeren dat CD47 wordt genoemd. Het blokkeren van CD47 bevrijde macrofagen om doelcellen te "eten" bedekt met c-kit antilichaam, zei Chhabra.

Met de CD47-marker geblokkeerd en het antilichaam gehecht aan c-kit-eiwitten, putte het immuunsysteem de bloedvormende stamcellen van de dieren effectief uit, waardoor de weg vrij werd voor getransplanteerde bloedstamcellen van een donor om zich in het beenmerg te vestigen en te genereren een heel nieuw bloed en immuunsysteem.

Door bloedstamceltransplantaties te vergelijken met het planten van een nieuw veld van gewassen, merkte Shizuru op dat de onderzoekers niet alleen een veiliger manier vonden om het veld te bezaaien voor aanplant, maar "we gebruikten ook veiliger technieken om de nieuwe bloedgenererende cellen te zaaien." beenmergtransplantaties omvatten een combinatie van cellen die bloedstamcellen omvat evenals verschillende immuuncellen van de donor, die het weefsel van de ontvanger van het transplantaat kunnen aanvallen. Deze immuunaanval resulteert in wat graft-versus-host-ziekte wordt genoemd, die weefsels kan beschadigen en zelfs patiënten kan doden.

Voortbouwend op de kennis die was opgedaan in eerder onderzoek, zuiverde het team het donorweefsel zodanig dat het alleen bloedstamcellen bevatte en niet de andere immuuncellen die graft-versus-host-ziekte veroorzaken.

Het succes van deze technieken bij muizen roept de hoop op dat vergelijkbare technieken zullen slagen bij menselijke patiënten. "Als het bij mensen werkt zoals bij muizen, zouden we verwachten dat het risico op overlijden door bloedstamceltransplantatie zou dalen van 20 procent naar effectief nul," zei Shizuru.

'Nieuw tijdperk in ziektebehandeling'

"Als en wanneer dit wordt bereikt, zal het een heel nieuw tijdperk zijn in ziektebehandeling en regeneratieve geneeskunde," zei Weissman, die directeur is van het Stanford Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, evenals de directeur van het Ludwig Center voor Cancer Stem Cell Research and Medicine.

Zodra het bloed en het immuunsysteem van een patiënt veilig kunnen worden vervangen, kan elke ziekte veroorzaakt door het eigen bloed en immuuncellen van de patiënt mogelijk worden genezen door een eenmalige toepassing van bloedstamceltransplantatie, zeiden ze. Het veilig vervangen van het bloed en de immuuncellen van een patiënt zal de cellen bevrijden die hun eigen weefsels aanvallen en ziekten als reumatoïde artritis en type 1 diabetes produceren.

Een methode om bloedstamceltransplantaties veilig uit te voeren, zou orgaantransplantatie mogelijk ook veiliger en gemakkelijker maken, aldus de onderzoekers. Momenteel moeten mensen die een orgaantransplantatie krijgen de rest van hun leven geneesmiddelen gebruiken die voorkomen dat hun immuunsysteem het getransplanteerde orgaan aanvalt.

"Zelfs als u immunosuppressiva gebruikt, verminderen de meeste orgaantransplantaties in functie of falen in de loop van de tijd, en de immunosuppressieve geneesmiddelen zelf maken de patiënt vatbaarder voor levensbedreigende infecties of nieuw gevormde kankers", zei Weissman.

Maar als bloed en immune stamcellen van de orgaandonor op hetzelfde moment als het orgel kunnen worden getransplanteerd, zal het nieuwe immuunsysteem het gedoneerde orgaan herkennen en het niet aanvallen, aldus de onderzoekers. "De getransplanteerde cellen, het gedoneerde orgaan en de eigen weefsels van de patiënt leren allemaal naast elkaar te bestaan," zei Shizuru. "De donorbloedstamcellen heropvoeden het immuunsysteem van de patiënt en het getransplanteerde orgaan wordt niet uitgeschopt."

Bloed- en immuunstamceltransplantaties kunnen ook van cruciaal belang zijn om het nieuwe tijdperk van de regeneratieve geneeskunde tot een succes te maken. Als stamcellen voor organen of weefsels zoals hart of lever worden gekweekt voor algemene transplantatie - dat wil zeggen, niet specifiek voor één patiënt ontworpen - zal de patiënt immuunconditionering door bloedstamceltransplantatie vereisen, zodat de stamcellen niet worden afgekeurd als vreemde lichamen, zeiden de onderzoekers.

Bron: Stanford University

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