Eine einfache Methode verwandelt menschliche Hautzellen in immunbekämpfende weiße Blutkörperchen

Eine einfache Methode verwandelt menschliche Hautzellen in immunbekämpfende weiße Blutkörperchen

Die am Salk Institute entwickelte schnelle und sichere Technik umgeht Probleme, die der regenerativen Medizin bisher im Weg standen.

LA JOLLA – Zum ersten Mal haben Wissenschaftler menschliche Hautzellen in transplantierbare weiße Blutkörperchen verwandelt, Soldaten des Immunsystems, die Infektionen und Eindringlinge bekämpfen. Die am Salk Institute durchgeführte Arbeit könnte es Forschern ermöglichen, Therapien zu entwickeln, die neue weiße Blutkörperchen in den Körper einschleusen, die in der Lage sind, kranke oder krebsartige Zellen anzugreifen oder die Immunantwort gegen andere Erkrankungen zu verstärken.

Die Arbeit, wie im Tagebuch beschrieben Stammzellenzeigt, dass nur wenig kreative Manipulation nötig ist, um Hautzellen in menschliche weiße Blutkörperchen zu verwandeln.

„Der Prozess verläuft bei Mäusen schnell und sicher“, sagt der leitende Autor Juan Carlos Izpisúa Belmonte, Inhaber des Roger Guillemin Chair von Salk. „Es umgeht seit langem bestehende Hindernisse, die die Neuprogrammierung menschlicher Zellen für therapeutische und regenerative Zwecke behindern.“

Zu diesen Problemen gehört der lange Zeitaufwand – mindestens zwei Monate – und die mühsame Laborarbeit, die erforderlich ist, um induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) herzustellen, zu charakterisieren und zu differenzieren, eine Methode, die üblicherweise zur Züchtung neuer Zelltypen verwendet wird. Aus iPS-Zellen gewonnene Blutzellen haben auch andere Hindernisse: Sie können sich nicht in Organe oder Knochenmark einnisten und es besteht die Möglichkeit, dass sich Tumore entwickeln.

Die neue Methode dauert nur zwei Wochen, erzeugt keine Tumore und lässt sich gut verpflanzen.

„Wir sagen den Hautzellen, sie sollen vergessen, was sie sind, und zu dem werden, was wir ihnen sagen – in diesem Fall weiße Blutkörperchen“, sagt einer der Erstautoren und Salk-Forscher Ignacio Sancho-Martinez. „Es sind nur zwei biologische Moleküle erforderlich, um einen solchen zellulären Gedächtnisverlust herbeizuführen und ein neues Zellschicksal zu steuern.“

Belmontes Team entwickelte die schnellere Technik (sogenannte indirekte Abstammungskonvertierung) und zeigte zuvor, dass diese Ansätze zur Herstellung menschlicher Gefäßzellen verwendet werden könnten, also derjenigen, die Blutgefäße auskleiden. Anstatt Zellen vollständig in den Stammzellzustand zurückzuversetzen, bevor sie veranlasst werden, sich in etwas anderes zu verwandeln, wie im Fall von iPS-Zellen, „spulen“ die Forscher Hautzellen gerade so weit zurück, dass sie angewiesen werden, die mehr als 200 Zellen zu bilden Arten, aus denen der menschliche Körper besteht.

Die in dieser Studie demonstrierte Technik verwendet ein Molekül namens SOX2, um etwas plastischer zu werden – das Stadium, in dem sie ihre „Erinnerung“ daran, ein bestimmter Zelltyp zu sein, verlieren. Dann verwenden Forscher einen genetischen Faktor namens miRNA125b, der den Zellen mitteilt, dass es sich tatsächlich um weiße Blutkörperchen handelt.

Die Forscher führen derzeit toxikologische Studien und Proof-of-Concept-Studien zur Zelltransplantation im Vorfeld möglicher präklinischer und klinischer Studien durch.

„Man kann mit Recht sagen, dass das Versprechen einer Stammzelltransplantation nun näher an der Verwirklichung steht“, sagt Sancho-Martinez.

Zu den Co-Autoren der Studie gehören Forscher der Zentrum für Regenerative Medizin in Barcelona, ​​Spanien, und am Centro de Investigacion Biomedica en Red de Enfermedades Raras in Madrid, Spanien.

Über das Salk Institute for Biological Studies:
Das Salk Institute for Biological Studies ist eine der weltweit herausragenden Grundlagenforschungseinrichtungen, in der international renommierte Fakultäten grundlegende Fragen der Biowissenschaften in einem einzigartigen, kollaborativen und kreativen Umfeld untersuchen. Salk-Wissenschaftler konzentrieren sich sowohl auf Entdeckungen als auch auf die Betreuung zukünftiger Forschergenerationen und leisten bahnbrechende Beiträge zu unserem Verständnis von Krebs, Alterung, Alzheimer, Diabetes und Infektionskrankheiten, indem sie Neurowissenschaften, Genetik, Zell- und Pflanzenbiologie und verwandte Disziplinen studieren.

Die Leistungen der Fakultät wurden mit zahlreichen Ehrungen gewürdigt, darunter Nobelpreise und Mitgliedschaften in der National Academy of Sciences. Das 1960 vom Polioimpfpionier Jonas Salk, MD, gegründete Institut ist eine unabhängige gemeinnützige Organisation und ein architektonisches Wahrzeichen.