In einem großen Fortschritt im Kampf gegen Krebs Wissenschaftler der UCLA zeigen, dass sie in der Lage sind, reife T-Zellen mit entscheidenden krebsbekämpfenden Rezeptoren aus pluripotenten Stammzellen zu erzeugen und zu entwickeln. Stammzellen muss nicht vom Krebspatienten selbst kommen und öffnet die Tür zu einer revolutionären Möglichkeit von Standard-Immuntherapien für Krebspatienten, die erschwinglich und effektiv sind.
Verwenden von Stammzellen zum Aufbau von kampfbereiten T-Zellen
In einer kürzlich in der Zeitschrift veröffentlichten Studie Zellstammzelle , Dr. Gay Crooks, Professor für Pathologie und Labormedizin sowie für Pädiatrie an der UCLA, zusammen mit den Co-Autoren Amélie Montel-Hagen, Associate Project Scientist in Crooks Labor, und Dr. Christopher Seet, klinischer Ausbilder in der Abteilung vonDie Hämatologie-Onkologie an der UCLA zeigt erstmals, wie pluripotente Stammzellen verwendet werden können, um stärkere, reifere T-Zellen zu erzeugen, die Krebszellen bekämpfen und abtöten können.
Was pluripotente Stammzellen so besonders macht, ist, dass sie es sind Stammzellen das kann dazu gebracht werden, jede Art von Zelle im menschlichen Körper zu produzieren. Noch wichtiger ist, dass sie in diesem Fall auch unbegrenzt in einem Labor gezüchtet werden können, was bedeutet, dass die Anzahl der pluripotenten Stammzellen, die Wissenschaftler verwenden können, kein Ende hatT-Zellen zu schaffen, die die Möglichkeit einer unbegrenzten Versorgung mit T-Zellen für zukünftige Immuntherapien bieten.
Warum T-Zellen bei der Bekämpfung von Krankheiten wie Krebs so vielversprechend sind
T-Zellen sind die Zellen in unserem Körper, die das Immunsystem zur Bekämpfung von Infektionen verwendet, die sich jedoch auch bei der Beseitigung von Krebszellen als vielversprechend erwiesen haben. Derzeitige T-Zelltherapien umfassen normalerweise die Entnahme einer Probe der eigenen T-Zellen des Patienten, wobei die Zellen mit a genetisch verändert werdenRezeptor, der Krebszellen wie eine Infektion erkennen und bekämpfen kann und diese Zellen wieder in den Patienten injiziert.
Das Problem ist, dass genetisch veränderte T-Zellen eine Fehlfunktion aufweisen können und daher keine wirksamen Mittel zur Krebsbekämpfung sind. Die Behandlungen sind im Allgemeinen auch sehr teuer, da die Behandlungen auf den einzelnen Patienten zugeschnitten sind - sie müssen die eigenen T-Zellen des Patienten verwenden- was bei einigen Krebspatienten mit zu niedrigen T-Zellzahlen möglicherweise nicht möglich ist.
Dies macht eine Behandlung, die T-Zellen produzieren kann, die nicht darauf angewiesen sind, sie vom Patienten zu erhalten, zu einem großen Fortschritt bei der Schaffung erschwinglicher und wirksamer Behandlungen, die mehr Menschen zugänglich sind.
Replikation des Körperdesigns im Labor
Crooks 'Team war nicht das erste, das versuchte, nicht das erste zu sein, das T-Zellen aus pluripotenten Stammzellen erzeugte, aber frühere Bemühungen hatten nur begrenzten Erfolg, und keines hat voll ausgereifte, funktionelle T-Zellen entwickelt - selbst wenn sie mit einer Schicht von T-Zellen kombiniert wurdenStützzellen.
Crooks und ihr Team verfolgten einen anderen Ansatz. Sie verwendeten 3D-Strukturen, sogenannte künstliche Thymusorganoide, um den Thymus des Körpers zu simulieren, das Organ im Körper, das für die Umwandlung von Blutstammzellen in T-Zellen verantwortlich ist.
Nachdem zuvor gezeigt wurde, dass künstliche Thymusorganoide zur Erzeugung reifer T-Zellen aus Blutstammzellen verwendet werden können, glaubte das Team, dass dies auch mit pluripotenten Stammzellen möglich ist.
„Was aufregend ist, ist die Tatsache, dass wir mit pluripotenten Stammzellen beginnen“, sagt Crooks. „Ich hoffe für die Zukunft dieser Technik, dass wir sie mit der Verwendung von Gen-Editing-Tools kombinieren können, um sie von der Stange zu erstellen'T-Zelltherapien, die für Patienten leichter verfügbar sind. ”
Ihre Studie zeigte, dass die künstlichen Thymusorganoide tatsächlich reife T-Zellen aus den zwei verschiedenen Formen pluripotenter Stammzellen produzieren konnten, die derzeit in der Laborforschung verwendet werden: embryonale Stammzellen, die aus gespendeten Embryonen hergestellt wurden, und induzierte pluripotenteStammzellen, die durch Umprogrammierung adulter Haut- oder Blutzellen hergestellt werden, um zu einer Form zurückzukehren, die ihrem ursprünglichen embryonalen Zustand ähnelt.
Ferner zeigte ihre Studie, dass sie diese Stammzellen dazu bringen konnten, einen spezifischen krebsbekämpfenden T-Zell-Rezeptor zu exprimieren, wodurch die T-Zellen, die sie später produzieren würden, die Fähigkeit erzeugen, Tumorzellen in Mäusen zu suchen und zu zerstören.
Mithilfe gentechnischer Techniken könnten diese T-Zellen sogar auf die Bekämpfung bestimmter Krebsarten zugeschnitten werden. "Sobald wir genetisch bearbeitete pluripotente Stammzelllinien erstellt haben, die tumorspezifische T-Zellen in künstlichen Thymusorganoiden produzieren können", sagt Montel-Hagen."Wir können diese Stammzelllinien auf unbestimmte Zeit erweitern."
Herausforderungen bleiben
Eines der Probleme, die das Team überwinden muss, besteht darin, dass die mit den künstlichen Thymusorganoiden produzierten T-Zellen zusätzliche Oberflächenmoleküle enthalten, die selbst Immunantworten von Patienten auslösen können, was dazu führt, dass die T-Zellen nicht direkt von den Patienten gesammelt werdenzu den T-Zellen, die vom Körper des Patienten abgestoßen und zerstört werden.
„Unser nächster Schritt“, so Seet, „wird darin bestehen, T-Zellen zu erzeugen, die über die Rezeptoren zur Krebsbekämpfung verfügen, jedoch nicht über die Moleküle, die die Abstoßung der Zellen verursachen. Dies wäre ein wichtiger Schritt zur Entwicklung vonuniverselle T-Zelltherapien. ”
Es ist auch noch ein langer Weg, bis diese Technik von Patienten angewendet werden kann, die eine Immuntherapie gegen ihren Krebs suchen. Bisher wurde die künstliche Thymus-Organoid-Technik nur bei Mäusen angewendet und steht noch nicht für klinische Studien zur Verfügunghat die FDA zugelassene T-Zellen hergestellt von künstliche Thymusorganoide zur Anwendung beim Menschen.
Möglichkeiten jenseits von Krebsbehandlungen
Während sich die Studie speziell auf Krebszellen konzentrierte, könnte die Fähigkeit des Crooks-Teams, funktionierende T-Zellen aus dem künstlichen Thymusorganoid zu erzeugen, das spezifische Rezeptoren exprimiert, für andere Krankheiten jenseits von Krebs eine entscheidende Rolle spielen.
Da T-Zellen auch bakterielle und virale Infektionen bekämpfen, sind die möglichen Anwendungen bei der Behandlung von Infektionen wie HIV oder antibiotikaresistenten Bakterien ebenso vielversprechend. Ob sie in diesen anderen Bereichen wirksam sind, bleibt abzuwarten, aber die Aussichten sind positiv.
AT-Zelle ist eine T-Zelle, egal ob sie gegen Krebs oder gegen Erkältung kämpft. Daher sind zukünftige Therapien, die auf der Arbeit von Crooks, Montel-Hagen und Seet basieren, vielversprechendsteigen, neue Behandlungen für Krankheiten könnten nicht zu früh kommen.