Studija o krvi otvara „crnu kutiju“ transplantacije matičnih ćelija

Foto: Shutterstock

Naučnici su prvi put pratili šta se dešava sa matičnim ćelijama više decenija nakon transplantacije, rasvetljavajući proceduru koja predstavlja medicinsku misteriju duže od 50 godina.

Nalazi bi mogli omogućiti nove strategije za izbor donora i uspeh transplantacije, potencijalno dovodeći do bezbednijih , efikasnijih transplatacija.

Preporučujemo

Istraživači iz britanskog Instituta Senger i njihovi saradnici sa Ciriškog univerziteta uspeli su da mapiraju ponašanje matičnih ćelija u telima primalaca do tri decenije nakon transplantacije, ostvarujući prvi uvid u dugoročnu dinamiku ovih ćelija.

Studija otkriva da transplantati od starijih donora, koji su često manje uspešni, imaju deset puta manje vitalnih matičnih ćelija koje prežive proces transplantacije. Neke od preživelih ćelija takođe izgube sposobnost za proizvodnju krvnih ćelija bitnih za jak imunosistem.

Kod više od milion ljudi širom sveta svake godine dijagnostikuje se rak krvi, uključujući leukemiju i limfom, koji mogu sprečiti pravilno funkcionisanje imunosistema. Transplantacije matičnih ćelija, poznate i kao transplantacije koštane srži, često su jedina opcija lečenja. Ta procedura zamenjuje oštećene krvne ćelije pacijenta zdravim matičnim ćelijama donora, koje onda obnavljaju čitav krvni i imunski sistem pacijenta. Više od 2.000 ljudi je svake godine podvrgnuto ovoj proceduri u Ujedinjenom Kraljevstvu.

Uprkos istoriji dužoj od 50 godina, mnoga fundamentalna pitanja o funkcionisanju transplantacija ostaju bez odgovora. Iako one mogu spasiti život, ishodi su vrlo različiti i mnogi pacijenti se kasnije suočavaju sa komplikacijama. Poznato je da starost donora utiče na stope uspešnosti, ali je ono što se dešava na ćelijskom nivou nakon transplantacije dosad bilo „crna kutija“.

Istraživači su u novoj studiji koristili napredne tehnike sekvenciranja genoma radi analize uzoraka krvi od deset donor-primalac parova do 31 godinu nakon transplantacije.

Analizirajući mutacije do kojih dolazi tokom života matičnih ćelija donora i primaoca, otkrili su koliko matičnih ćelija je preživelo transplantaciju i nastavilo da proizvodi nove krvne ćelije u telu pacijenta – što je pristup koji ranije nije bio moguć.

Otkriveno je da u transplantatima od mlađih donora – u 20-im i 30-im godinama života – oko 30.000 matičnih ćelija preživljava dugoročno, naspram samo 1-3 hiljade u slučaju starijih donora. Ovaj pad bi mogao dovesti do slabijeg imuniteta i većeg rizika od relapsa, potencijalno objašnjavajući zašto mlađi donori često proizvode bolje rezultate.

Takođe je otkriveno da transplantacija uzrokuje starenje krvnog sistema primalaca s obzirom na starost donora, prvenstveno zbog manjeg diverziteta matičnih ćelija.

Iznenađujuće, uprkos jakom stresu prilikom transplantacije, matične ćelije ostvaruju mali broj novih genetskih mutacija dok se brzo dele u cilju obnove krvnog sistema. Ovo dovodi u pitanje ranije mišljenje o visokom stopama mutacija tokom transplantacije.

Studija je takođe identifikovala druge genetske faktore bez obzira na starost donora, koji doprinose razvoju izvesnih matičnih ćelija nakon transplantacije. Ove genetske prednosti bi mogle voditi ka razvoju boljih tretmana, čineći transplantacije bezbednijim i efikasnijim za širi dijapazon pacijenata.

„Kad je urađena transplantacija, to je kao da je krvnom sistemu omogućen novi početak. Međutim, šta se zaista dešava s tim matičnim ćelijama? Dosad smo mogli samo uneti te ćelije i zatim samo posmatrati znakove oporavka krvi. U ovoj studiji smo pratili višedecenijske promene u uzorku, otkrivajući kako neke populacije ćelija opadaju, dok druge prevladavaju, oblikujući krvni sistem tokom vremena“, kažu istraživači.

„Godine starosti su više od nekog broja – one su bitan faktor za uspeh transplantacije. Iako je sistem matičnih ćelija hematopoeze izuzetno stabilan tokom vremena, mlađi donori generalno obezbeđuju veći i raznovrsniji obim matičnih ćelija, što bi moglo biti ključno za dugoročni oporavak pacijenata. Nadamo se da ćemo nastaviti da istražujemo druge faktore koji utiču na dugoročnu dinamiku hematopoetskih matičnih ćelija kako bismo precizno odredili i izbor donora i situaciju kod primaoca radi optimalnog dugoročnog funkcionisanja matičnih ćelija“.

Proces transplantaciju gura krvne i imunske ćelije kroz neku vrstu genetskog „uskog grla“. Novi pristup omogućava detaljnije ispitivanje tog fenomena. „Usko grlo“ daje brojne različite prilike za neke matične ćelije da se bolje razvijaju od drugih u novom okruženju u primaocu, kažu istraživači, koji veruju da će biti moguće pronaći gene odgovorne za taj razvoj – i upotrebiti ih za poboljšanje uspeha transplantacije.

Poredeći genetske promene u uzorcima krvi donora i primalaca tokom sekvenciranja čitavog genoma, istraživači su rekonstruisali njihovu evolucionu istoriju da bi razumeli kako su se ćelije adaptirale i menjale nakon transplantacije. Uzorci su uzeti između devet do 31 godinu posle transplantacije.

Neke matične ćelije imale su prednosti pre transplantacije, što im je omogućilo da se bolje adaptiraju na svoje novo okruženje u telu primaoca. Među tim prednostima je bolje preživljavanje tokom ekstrakcije ili pripreme, dok su neke stekle prednost nakon transplantacije usled genetskih mutacija koje su im omogućile razvoj u koštanoj srži primaoca.

Razumevanje tih obrazaca može pomoći doktorima da poboljšaju proces transplantacije i selekcije matičnih ćelija koje će verovatno biti uspešne, bez obzira na starost donora.

(Telegraf Nauka/Science Daily)