"Universele" hypo-immunogene autologe geïnduceerde pluripotente stamcellen
Om pluripotente stamcellen te creëren die niet door het immuunsysteem worden herkend en dus niet zullen worden afgestoten, hebben wetenschappers twee genen uitgeschakeld met het CRISPR-Cas9-systeem en een overexpressie van CD47 bewerkstelligd. Die "universele" autologe geïnduceerde pluripotente stamcellen zouden op grote schaal kunnen worden aangemaakt.
Volgens onderzoeken van vorsers van de University of California in San Francisco moet het mogelijk zijn afstoting te voorkomen van overgeplante organen. Normaal worden getransplanteerde organen afgestoten. Het immuunsysteem is immers geprogrammeerd om lichaamsvreemde antigenen (orgaan, weefsel, cellen) uit te schakelen. Je kan afstoting voorkomen door immunosuppressiva toe te dienen, maar die veroorzaken tal van bijwerkingen en verhogen de vatbaarheid voor infectie en kanker.
Om dat probleem te omzeilen en om meteen ook een oplossing te vinden voor het tekort aan donoren, hebben wetenschappers autologe geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS) gecreëerd. Dat zijn stamcellen gemaakt van rijpe cellen van de patiënt zoals huidcellen, die worden geherprogrammeerd zodat ze zich differentiëren met vorming van bepaalde weefsels en organen.
In de praktijk blijkt dat echter toch niet zo eenvoudig te zijn. De kwaliteit en de reproduceerbaarheid van de iPS zijn een kritiek punt voor de laboratoria. Productie van iPS op maat voor elke patiënt afzonderlijk duurt bovendien lang en is duur.
Prof. Tobias Deuse, hoofdauteur van de studie, et coll. hebben het dan over een andere boeg gegooid. Om te voorkomen dat de stamcellen na transplantatie zouden worden afgestoten, hebben ze iPS gecreëerd, waarvan twee genen werden uitgeschakeld met het CRISPR-Cas9-systeem. Die genen hebben te maken met het werking van het major histocompatibility complex: ze sturen signalen naar het immuunsysteem en kunnen een immunologische reactie opwekken.
Cellen die die genen niet bevatten, zenden niet het signaal uit dat aangeeft dat ze lichaamsvreemd zijn. Ze worden echter wel aangevallen door een ander type immuuncellen, meer bepaald de naturalkillercellen (NK-cellen). De vorsers hebben ontdekt dat CD47, een eiwit op het celoppervlak, een signaal geeft dat zegt "Eet me niet op" en zo rejectie voorkomt. Ze hebben dan een kopie van het CD47-gen in een virus ingevoerd en de stamcellen getransfecteerd met die virale vector.
Bij transplantatie van dergelijke stamcellen van muizen in een HLA-incompatibel muizenmodel met een normaal immuunsysteem hebben ze geen rejectie waargenomen. Eenzelfde observatie na transplantatie van humane iPS bij gehumaniseerde muizen (waarvan het immuunsysteem werd vervangen door componenten van het menselijke immuunsysteem). Ze hebben die humane iPS omgezet in hartcellen en getransplanteerd bij gehumaniseerde muizen. Opnieuw met succes.
"Onze techniek vormt een oplossing voor het probleem van rejectie van stamcellen en weefsels afgeleid van stamcellen en is een belangrijke aanwinst inzake stamceltherapie", schrijft een enthousiaste prof. Deuse. "Met die techniek kan een groter aantal patiënten worden geholpen en zijn de productiekosten veel lager dan bij fabricatie van stamcellen op maat."
(referentie: Nature Biotechnology, 18 februari 2019, DOI: 10.1038/s41587-019-0016-3)