Neurónové transplantáty, ktoré sú neviditeľné pre imunitný systém

S pokračujúcim pokrokom v medicínskej technológii sa bunková terapia s použitím produktov získaných z kmeňových buniek stáva reálnou perspektívou liečby mnohých chorôb. Patrí sem aj Parkinsonova choroba, pri ktorej sa v predklinických a klinických štúdiách hodnotilo použitie nervových alebo neurálnych transplantátov.

Veľkým problémom pri zavádzaní transplantátov do tela je, že sa považujú za cudzie objekty, a ak sa nepodávajú lieky proti odmietnutiu, imunitný systém sa na ne zameriava. Výskum vedený Floreyho inštitútom neurovedy a duševného zdravia (The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health) v Austrálii teraz vyvinul dômyselný spôsob, ako sa tomuto problému vyhnúť.

„Parkinsonova choroba spôsobuje odumieranie špecifických nervových buniek - neurónov - čo vedie k príznakom, medzi ktoré patria ťažkosti s pohybom, tras, stuhnutosť a poruchy rovnováhy,“ uviedla zástupkyňa riaditeľa Floreyovho inštitútu profesorka Clare Parishová, vedúca Skupiny pre kmeňové bunky a vývoj neurónov a hlavná autorka štúdie. „Transplantácia neurónov je novým spôsobom liečby, ktorý umožňuje nahradiť tieto odumreté neuróny.“

„V zahraničí prebiehajú pokusy s transplantáciou ľudského nervového tkaniva, ale podobne ako pri iných typoch transplantácií orgánov alebo buniek musia pacienti zabrániť tomu, aby ich telo transplantát odmietlo, a to tak, že niekoľkokrát denne užívajú imunosupresívne lieky. Bohužiaľ, tieto lieky so sebou nesú vlastné riziká a vedľajšie účinky.“

Pri transplantácii neurónov odvodených od kmeňových buniek sa ľudské pluripotentné kmeňové bunky (hPSC), dospelé bunky, napríklad kožné bunky, preprogramované tak, aby sa opäť správali ako kmeňové bunky, vedú k tomu, aby sa vyvinuli na neuróny produkujúce dopamín (dopaminergné). Práve tieto druhy neurónov sú pri Parkinsonovej chorobe zničené. Dopaminergné neuróny sa kultivujú v laboratóriu a potom sa transplantujú do mozgu.

Imunosupresívne alebo antirejekčné lieky pomáhajú upokojiť imunitný systém, aby nezničil novo transplantované bunky. V podstate znižujú intenzitu prirodzeného obranného systému tela. Hoci existujú rôzne typy, tieto lieky vo všeobecnosti blokujú signály imunitného systému, ktoré by za normálnych okolností aktivovali útok, spomaľujú alebo znižujú počet imunitných buniek a zabraňujú zápalu, ktorý by mohol poškodiť transplantát.

Vypnutie imunitného systému však znamená, že je menej schopný bojovať s infekciami, takže aj mierne ochorenia, ako je prechladnutie alebo chrípka, sa môžu stať veľmi vážnymi. Môže to tiež znamenať, že organizmus nemusí tak účinne odhaliť a bojovať proti skorým rakovinovým bunkám. Potom sú tu vedľajšie účinky: žalúdočno-črevné ťažkosti, vysoký krvný tlak, tras, zvýšenie telesnej hmotnosti a zmeny nálady.

V rámci tejto štúdie vedci upravili hPSC tak, aby „nadmerne exprimovali 8 imunomodulačných transgénov“. Čo to znamená? Poďme si to rozobrať. Nadmerná expresia jednoducho znamená, že sa niečoho vytvorí veľa. „Imunomodulačný“ je niečo, čo upokojuje alebo upravuje imunitný systém. A transgény sú gény, ktoré vedci vložili do bunky, a ktoré tam pôvodne neboli. Čo teda toto inžinierstvo robí? Umožňuje neurónom odvodeným z kmeňových buniek, ktoré tvoria transplantát, vyhnúť sa imunitnému systému.

„Vytvorili sme neuróny, ktoré sú podobné tým, ktoré sa v súčasnosti klinicky testujú pri Parkinsonovej chorobe, ale dali sme im aj plášť neviditeľnosti,“ povedala Parishová. „Môžu sa skryť pred imunitným systémom. To by mohlo znamenať koniec potreby liekov proti odmietnutiu.“

Upravené transplantáty boli testované na „humanizovaných“ myšiach, ktorých imunitný systém bol upravený tak, aby napodobňoval náš.

„Po prijatí neurónového transplantátu myši nevykazovali žiadne negatívne účinky - čo je dobrým dôkazom toho, že ľudský imunitný systém neuróny prijme,“ uviedla spoluautorka práce, doktorka Chiara Pavanová, špecialistka na neuroimunológiu z Florey. „U potkanov boli príznaky Parkinsonovej choroby zrušené, čo naznačuje, že maskované neuróny nestrácajú svoju účinnosť proti tejto chorobe.“

Neuróny boli tiež vybavené „vypínačom“, čo znamená, že ich možno podľa potreby vypnúť, aby sa znížilo riziko vzniku nádorov z transplantátov. Vedci tvrdia, že ich práca má obrovský potenciál, a to nielen pre ľudí s Parkinsonovou chorobou.

„Vytvorili sme bunkový produkt, ktorý by sa v budúcnosti mohol implantovať ľuďom s Parkinsonovou chorobou, čím by sa znížila potreba liekov proti odmietnutiu,“ povedala Parishová. „Kmeňové bunky sa dajú premeniť na akýkoľvek druh bunky a my sme ich účinne zneviditeľnili pre imunitný systém. Ide o novú generáciu neurologickej liečby, ktorá by sa mohla používať ako bezpečný, voľne dostupný produkt vhodný na liečbu ochorení, pri ktorých je možné využiť bunkovú terapiu, ako je napríklad mŕtvica, Huntingtonova choroba, srdcové ochorenia a cukrovka.“

Na výskume sa podieľali aj Melbournská univerzita, Monashova univerzita, Univerzita v Sydney, Inštitút Waltera a Elizy Hallovcov (WEHI) a Ústav onkologickej medicíny a bunkovej biológie Centenary v Austrálii a Nemocnica Mount Sinai v kanadskom Toronte. Štúdia bola nedávno uverejnená v magazíne Cell Stem Cell.