O echipă de la UCLA a identificat o proteină care joacă un rol esenţial în reglarea auto-reînnoirii celulelor stem din sângele uman, ajutându-le să simtă şi să interpreteze semnalele din mediul lor. Cercetarea ar putea contribui la extinderea disponibilităţii transplanturilor de celule stem şi ar putea creşte siguranţa tratamentelor bazate pe aceste celule, cum este cazul terapiilor genice.
Un studiu, publicat miercuri în revista Nature, îi aduce pe cercetători cu un pas mai aproape de dezvoltarea unor metode de înmulţire a celulelor stem din sânge în laborator, ceea ce ar putea face ca transplanturile pe baza acestor celule, care salvează vieţi, să fie mai uşor disponibile; totodată ar putea creşte siguranţa tratamentelor bazate pe celule stem din sânge şi a terapiilor genice.
Celulele stem sanguine, cunoscute şi sub numele de celule stem hematopoietice, au capacitatea de a se copia pe ele însele printr-un proces numit auto-reînnoire şi se pot diferenţia pentru a produce toate celulele sanguine şi imunitare care se găsesc în organism.
De zeci de ani, transplanturile pe bază de celule stem au fost folosite ca tratamente salvatoare pentru cancere de sânge, cum ar fi leucemia, şi pentru diverse alte afecţiuni ale sângelui şi ale sistemului imunitar.
Cu toate acestea, transplanturile de celule stem din sânge au limitări semnificative. Procesul de ientificare a unui donator compatibil poate fi dificil, în special pentru persoanele cu origini non-europene, iar numărul de celule stem disponibile pentru transplant poate fi prea mic pentru a trata în siguranţă boala unei persoane.
Aceste limitări persistă deoarece celulele stem sanguine care au fost prelevate din organism şi plasate în vasele de laborator îşi pierd rapid capacitatea de auto-reînnoire.
După zeci de ani de cercetare, oamenii de ştiinţă au ajuns foarte aproape de a rezolva această problemă.
„Ne-am dat seama cum să producem celule care arată exact ca celulele stem din sânge şi au toate caracteristicile lor, dar când aceste celule sunt folosite în transplanturi, multe dintre ele tot nu funcţionează; lipseşte ceva”, a declarat dr. Hanna Mikkola, autor principal al noului studiu şi membru al Centrului pentru medicina regenerativă şi cercetare în domeniul celulelor stem de la UCLA.
Pentru a identifica piesa lipsă care împiedică aceste celule stem asemănătoare celulelor stem din sânge să fie pe deplin funcţionale, echipa a analizat datele de secvenţiere cu scopul de a găsi genele reduse la tăcere atunci când celulele stem din sânge sunt plasate în vase de laborator.
O astfel de genă, MYCT1, care codifică o proteină cu acelaşi nume, a ieşit în evidenţă ca fiind esenţială pentru capacitatea de auto-reînnoire a acestor celule.
Cercetătorii au descoperit că MYCT1 reglează un proces numit endocitoză, care joacă un rol esenţial în modul în care celulele stem din sânge primesc semnalele din mediul lor înconjurător care le indică când să se reînnoiască, când să se diferenţieze şi când să se oprească.
„Când celulele percep un semnal, trebuie să îl internalizeze şi să îl proceseze; MYCT1 controlează cât de repede şi cât de eficient percep celulele stem din sânge aceste semnale”, a declarat Aguade Gorgorio, cercetător asistent de proiect în laboratorul UCLA. „Fără această proteină, semnalele din mediul înconjurător al celulelor se transformă din <şoapte în ţipete>, iar celulele devin stresate şi dereglate”, explică el.
Pentru a înţelege mai bine acest proces, cercetătorii compară MYCT1 cu senzorii din maşinile moderne care monitorizează toată activitatea din apropiere şi transmit selectiv cele mai importante informaţii şoferilor la momentul potrivit, ajutând la luarea unor decizii precum momentul în care trebuie să vireze sau să schimbe banda în siguranţă.
Fără MYCT1, celulele stem din sânge se aseamănă cu şoferii anxioşi care, obişnuiţi să se bazeze pe aceşti senzori, se trezesc brusc pierduţi fără îndrumarea acestora.
În continuare, echipa de la UCLA a folosit un vector viral pentru a reintroduce MYCT1, şi a vedea dacă prezenţa sa ar putea restabili auto-reînnoirea celulelor stem din sânge într-un vas de laborator. Cercetătorii au descoperit că restabilirea MYCT1 nu numai că a făcut ca celulele stem din sânge să fie mai puţin stresate şi le-a permis să se reînnoiască în culturile de laborator, dar a permis, de asemenea, ca aceste celule înmulţite să funcţioneze eficient după ce au fost transplantate în modele de şoareci.
În etapa următoare, echipa va cerceta de ce are loc reducerea la tăcere a genei MYCT1 şi, apoi, cum să prevină acest proces a utiliza un vector viral, ceea ce ar fi mai sigur de utilizat în mediul clinic.
„Dacă am găsi o modalitate de a menţine expresia MYCT1 în celulele stem sanguine în culturile de laborator şi după transplant, am maximiza toate aceste progrese remarcabile din domeniu”, a precizat prof. dr. Mikkola, de la catedra de biologie moleculară, celulară şi de dezvoltare din cadrul UCLA şi al centrului de cancer Health Jonsson Comprehensive.
Acest lucru nu numai că ar face ca transplanturile de celule stem din sânge să fie mai accesibile şi mai eficiente, dar ar îmbunătăţi, de asemenea, siguranţa şi accesibilitatea terapiilor genice care utilizează aceste celule, a specificat ea într-un comunicat al UCLA.
