Helpante sangajn ĉelojn regeneriĝi post radioterapio; Metodo akcelas diferencigon de stamĉeloj en maturajn sangajn ĉeltipojn, povas helpi pacientojn kun leŭkemio kaj limfomo.

Pacientoj kun sangaj kanceroj kiel leŭkemio kaj limfomo ofte estas traktataj per surradiado de sia osta medolo por detrui la malsanajn ĉelojn.. Post la kuracado, pacientoj estas vundeblaj al infekto kaj laceco ĝis novaj sangoĉeloj rekreskas.

Esploristoj de MIT nun elpensis manieron helpi sangajn ĉelojn regeneriĝi pli rapide. Ilia metodo implikas stimuli specialan specon de stamĉelo por sekreci kreskfaktorojn kiuj helpas antaŭĉelojn diferenciĝi en maturajn sangajn ĉelojn..

Uzante teknikon konatan kiel mekanopriming, la esploristoj kreskigis mezenkimajn stamĉelojn (MSCoj) sur surfaco, kies mekanikaj ecoj tre similas al tiu de osta medolo. Tio induktis la ĉelojn produkti specialajn faktorojn kiuj helpas hematopoietikajn stam kaj praĉelojn (HSPCoj) diferenciĝas en ruĝajn kaj blankajn globulojn, same kiel trombocitoj kaj aliaj sangaj ĉeloj.

"Vi povas pensi pri ĝi kvazaŭ vi provas kreskigi planton,” diras Krystyn Van Vliet, la Michael kaj Sonja Koerner Profesoro pri Materiala Scienco kaj Inĝenieristiko, profesoro pri biologia inĝenierado, kaj asociita preposto. "La MSC-oj envenas kaj plibonigas la grundon por ke la praĉeloj povas komenci multiĝi kaj diferenciĝi en la sangajn ĉelliniojn, kiujn vi bezonas por pluvivi."

En studo de musoj, la esploristoj montris, ke la speciale kreskitaj MSC-oj helpis la bestojn multe pli rapide resaniĝi de osta medolo surradiado..

Van Vliet estas la altranga verkinto de la studo, kiu aperas en la Okt. 24 numero de la revuo Stam Cell Research and Therapy. La ĉefa aŭtoro de la papero estas la lastatempa MIT PhD-ricevanto Frances Liu. Aliaj aŭtoroj estas Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART) postdoktoro Kimberley Tam, lastatempa MIT PhD ricevanto Novalia Pishesha, kaj iama SMART postdoc Zhiyong Poon, nun en Singapura Ĝenerala Hospitalo.

Ĉelaj drogfabrikoj

MSCoj estas produktitaj ĉie en la korpo kaj povas diferenciĝi en gamon da histoj, inkluzive de osto, kartilago, muskolo, kaj graso. Ili ankaŭ povas sekrecii proteinojn kiuj helpas aliajn specojn de stamĉeloj diferenciĝi en maturajn ĉelojn.

“Ili agas kiel drogfabrikoj,” Van Vliet diras. "Ili povas iĝi histo-genliniaj ĉeloj, sed ili ankaŭ pumpas multajn faktorojn, kiuj ŝanĝas la medion, en kiu funkcias la hematopoietaj stamĉeloj."

Kiam kanceruloj ricevas stamĉeltransplantaĵon, ili kutime ricevas nur HPSCojn, kiuj povas fariĝi sangaj ĉeloj. La teamo de Van Vliet antaŭe montris, ke kiam musoj ankaŭ ricevas MSCojn, ili resaniĝas pli rapide. Tamen, en antaŭfiksita populacio de MSCoj, kutime nur pri 20 procento produktas la faktorojn kiuj estas bezonataj por stimuli sangoĉelkreskon kaj osta medolo reakiro.

"Lasitaj al siaj propraj aparatoj en la nunaj pintnivelaj kulturaj medioj, MSCoj iĝas heterogenaj kaj ili ĉiuj esprimas diversajn faktorojn,” Van Vliet diras.

En pli frua studo, Van Vliet kaj ŝiaj SMART-kolegoj montris, ke ŝi povas ordigi MSCojn per speciala mikrofluida aparato, kiu povas identigi la 20 procentoj kiuj antaŭenigas sangoĉelan kreskon. Tamen, ŝi kaj ŝiaj studentoj volis plibonigi tion trovante manieron stimuli tutan populacion de MSCoj produkti la necesajn faktorojn..

Por fari tion, ili unue devis malkovri kiuj faktoroj estis la plej gravaj. Ili montris, ke dum multaj faktoroj kontribuas al sangoĉela diferencigo, sekrecio de proteino nomita osteopontino estis plej altagrade korelaciita kun pli bonaj postvivoprocentoj en musoj traktitaj kun MSCoj..

La esploristoj tiam esploris la ideon de "mekanoprimado" de la ĉeloj por ke ili produktu pli da el la necesaj faktoroj.. Dum la pasinta jardeko, Van Vliet kaj aliaj esploristoj montris ke varii la mekanikajn trajtojn de surfacoj sur kiuj stamĉeloj estas kultivitaj povas influi ilian diferencigon en maturajn ĉeltipojn.. Tamen, en ĉi tiu studo, unuafoje, ŝi montris, ke mekanikaj propraĵoj ankaŭ povas influi la faktorojn, kiujn la stamĉeloj sekrecias antaŭ ol engaĝiĝi al specifa hista ĉelgenlinio..

Kutime, stamĉeloj forigitaj de la korpo estas kreskigitaj sur plata folio el vitro aŭ rigida plasto. La MIT-teamo decidis provi kreskigi la ĉelojn sur polimero nomata PDMS kaj varii ĝiajn mekanikajn ecojn por vidi kiel tio influus la ĉelojn.. Ili dizajnis materialojn kiuj variis en kaj sia rigideco kaj sia viskozeco, kiu estas mezuro de kiom rapide la materialo etendiĝas kiam streĉo estas aplikata.

La esploristoj trovis, ke MSC-oj kreskigitaj sur materialoj kun mekanikaj trajtoj plej similaj al tiu de osta medolo produktis la plej grandan nombron da la faktoroj necesaj por instigi HPSPC-ojn diferenciĝi en maturajn sangajn ĉelojn..

Pli bona reakiro

La esploristoj tiam testis siajn speciale kreskitajn MSC-ojn enplantante ilin en musojn, kiuj havis sian osta medolo surradiita.. Eĉ se ili ne enplantis iujn ajn HSPCojn, ĉi tiu traktado rapide repopoligis la sangajn ĉelojn de la bestoj kaj helpis ilin resaniĝi pli rapide ol musoj traktitaj kun MSCoj kreskitaj sur tradiciaj vitrosurfacoj.. Ili ankaŭ resaniĝis pli rapide ol musoj traktitaj per la faktoroproduktantaj MSCoj, kiuj estis elektitaj per la mikrofluida ordiga aparato..

"La musstudoj estis modeloj de radioterapio kutime uzata por mortigi kancerajn ĉelojn en la kliniko. Tamen, ĉi tiuj terapioj estas tre detruaj kaj ankaŭ detruas sanajn ĉelojn,” Liu diras. "Niaj mekanoprimitaj MSCoj povas helpi pli bone subteni kaj regeneri tiujn sanajn ostajn medoloĉelojn pli rapide en ĉi tiuj musmodeloj., kaj ni esperas, ke la samaj rezultoj tradukus al homoj.”

"Ilustri kiel mekanoprimado de mezenkimaj stamĉeloj povas esti ekspluatata por plibonigi hematopoezan reakiron havas grandegan medicinan signifon.,” diras Viola Vogel, prezidanto de la Sekcio pri Sanscienco ĉe Teknologio ĉe ETH Zuriko, "La tradicia PDMS ne povas fari la strukturojn, kiujn vi bezonas por ĉi tiu en vitro medio, kiu povas konservi tumorajn fragmentojn vivantaj dum konsiderinda tempodaŭro.. "Ĝi ankaŭ ĵetas lumon pri kiel uzi ilian aliron por eble profiti aliajn ĉelsubpopulaciojn por terapiaj aplikoj en la estonteco."

La laboratorio de Van Vliet nun faras pli da bestaj studoj kun la espero evoluigi kombinan traktadon de MSC-oj kaj HSPC-oj, kiuj povus esti provitaj en homoj..

"Vi ne povas pluvivi kun malalta sangoĉelkalkulo tre longe,”ŝi diras. "Se vi povas atingi vian kompletan sangan ĉelkalkulon ĝis normalaj niveloj pli rapide, vi havas multe pli bonan prognozon por rapideco de resaniĝo."

La esploristoj ankaŭ esperas studi ĉu mekanoprimado povas persvadi MSC-ojn produkti malsamajn faktorojn kiuj stimulus la evoluon de pliaj ĉeltipoj kiuj povus esti utilaj por trakti aliajn malsanojn..

“Vi povus imagi tion ŝanĝante ilian kulturan medion, inkluzive de ilia mekanika medio, MSCoj povus esti uzitaj por administrado por celi plurajn aliajn malsanojn,” kiel Parkinson-malsano, reŭmatoida artrito, kaj aliaj, Van Vliet diras.

La esplorado estis financita fare de la BioSystems kaj Micromechanics Interdisciplinary Research Group de la Singapura-MIT Alianco por Esplorado kaj Teknologio (SMART), tra la Singapura Nacia Esplorfonduso, kaj la Naciaj Institutoj de Sano.

Fonto:

http://novaĵoj.mit.edu, "Ni vere ĝojas pri la potencialo de stomaka loĝanta elektroniko funkcii kiel platformoj por movebla sano por helpi pacientojn malproksime.