Mokslininkų komanda atskleidė netikslinių ląstelių, atsakingų už nenormalų augimą, tapatybę ir sukūrė metodą, kaip jas pašalinti iš iPS ląstelių gautų kasos audinių, kuriant ląstelių terapiją nuo 1 tipo diabeto.
Tyrimas paskelbtas Nacionalinės mokslų akademijos darbai ir jam vadovavo jaunesnysis docentas Taro Toyoda (Gyvybės mokslų sienų katedra, CiRA) ir tyrėjai iš CiRA, Takeda Pharmaceutical Co. Ltd. ir Axcelead Drug Discovery Partners, Inc.
iPS ląstelės, viena iš dviejų pluripotentinių kamieninių ląstelių (PSC) tipų, yra laikomos vertingu ląstelių šaltiniu generuojant įvairias ląsteles ir audinius ląstelių terapijai, įskaitant 1 tipo diabeto gydymą. Galimybė iPS ląstelėms tapti beveik bet kokio tipo ląstelėmis organizme taip pat kelia susirūpinimą dėl galimos netaikinių ląstelių ir naviko atsiradimo rizikos.
Daugelyje ataskaitų aprašytas netyčinis transplantato augimas po PSC gautų kasos pirmtakų ar endokrininių ląstelių implantavimo pelėms, o tai sustiprina susirūpinimą dėl jų saugumo. Todėl būtina pašalinti tikslines ląsteles ir kontroliuoti iPS ląstelių kilmės ląstelių produktų diferenciaciją ir dauginimąsi, kad būtų galima juos naudoti klinikiniais tikslais.
Tyrėjai tobulino indukcijos protokolą, kad nukreiptų indukuotų PSC gautų kasos salelių ląstelių (iPIC) diferenciaciją nuo iPS ląstelių. Dabartiniame tyrime mokslininkai tęsė šias nuolatines pastangas ir implantavo iPIC, sukurtus naudojant neseniai sukurtą šešių ar septynių pakopų indukcijos protokolą (s6 arba s7-iPIC skiepai), kad įvertintų jų ilgalaikį saugumą.
Nors daugumoje s7-iPIC nepastebėta jokių anomalijų, daugelis s6-iPIC skiepų sukėlė didelių cistų arba netikėtą ataugą, įtariamą dėl likusių nenenokrininių progenitorinių ląstelių, pašalintų gydant PD-166866, įtrauktu į s7-PIC indukcijos protokolą.
Atlikdami histologinę ir vienos ląstelės RNR sekos (scRNA-seq) analizę, mokslininkai prisidėjo prie šio nepageidaujamo augimo prie proliferacinių mezenchiminių kamieninių ląstelių (MSC) ir lygiųjų raumenų ląstelių (SMC) panašių ląstelių (PMSC).
Grupė taip pat atskleidė, kad PMSC nėra būdingi jų iPIC indukcijos metodui, nes pakartotinis scRNA-seq duomenų iš nepriklausomo tyrimo, tiriančio iš PSC gautų į saleles panašių ląstelių transplantatus in vivo, buvimas taip pat atskleidė ląstelių populiacijos buvimą. PMSC specifiniai žymenys. Be to, jie nustatė, kad PMSC, kurios, atrodo, atsiranda tik po transplantacijos, pasižymėjo gimdos savybėmis.
Nustačiusi šias nepageidaujamas ląsteles, tyrėjų komanda toliau ieškojo būdų, kaip pašalinti šias PMSC, kad būtų išvengta iš pradžių pastebėto nenormalaus augimo. Kaip minėta, kadangi atrodo, kad PMSC atsiranda tik po implantacijos ir atrankos, kaip juos pašalinti in vivo sąlygomis, prireiktų labai daug laiko ir bandymų su gyvūnais, mokslininkai bandė imituoti sąlygas po implantacijos in vivo, kad paskatintų PMSC atsiradimą. in vitro.
Šiuo tikslu jie nustatė, kad pailginto auginimo laiko ir epidermio augimo faktoriaus (EGF) papildytos terpės derinys lemia ląstelių populiacijos, panašios į PMSC, generavimą in vitro po transplantacijos.
Naudodama šį modifikuotą indukcijos protokolą, tyrimo grupė sukūrė būdus, kaip pašalinti nepageidaujamus PMSC. Žinodami, kad s7-iPIC po implantacijos neduoda tiek daug PMSC, palyginti su s6-iPIC, jie išbandė R428, N-acetilcisteino ir Trolox, faktorių s7-, bet ne s6-iPIC, gebėjimą, kad nustatytų, ar jie yra atsakingas už PMSC gamybos ribojimą. Nors N-acetilcisteinas ir Trolox neturėjo jokio poveikio, R428, AXL inhibitorius, žymiai sumažino numanomus PMSC iš s6-PIC.
Be to, kadangi PMSC pasižymi gimdos savybėmis, tyrėjai taip pat nustatė, kad lenvatinibas (multikinazės inhibitorius, skirtas endometriumo karcinomai) turi panašų veiksmingumą kaip R428 užkertant kelią PMSC susidarymui. Tačiau jie samprotavo, kad nuo kinazės nepriklausomi mechanizmai greičiausiai yra atsakingi už PMSC susidarymą, nes kai kurie PMSC vis tiek gali atsirasti, net jei s7-iPIC diferenciacijos metu naudojami keli kinazės inhibitoriai.
Vietoj to, kadangi platinos junginiai, tokie kaip cisplatina, ir taksanai, tokie kaip docetakselis ir paklitakselis, dažniausiai naudojami kaip pirmosios eilės chemoterapija nuo endometriumo karcinomų, tyrimų grupė taip pat ištyrė, ar jie gali būti veiksmingi PMSC pašalinimui. Iš tiesų, cisplatina ir docetakselis veiksmingai užkirto kelią PMSC susidarymui be jokio pastebimo poveikio norimiems ląstelių tipams, kurie po implantacijos subręsta į β ir α ląsteles.
Galiausiai, norėdami parodyti gydymo docetakseliu veiksmingumą kaip perspektyvią priemonę pašalinti PMSC iš s7-PIC po transplantacijos in vivo, tyrėjai implantavo s7-iPIC su gydymu docetakseliu arba be jo į vaistų sukeltą 1 tipo diabeto modelio pelėms. Kaip ir tikėtasi, s7-iPIC su gydymu docetakseliu ir be jo veiksmingai atkūrė insulino gamybą ir gliukozės kiekio kraujyje reguliavimą.
Pažymėtina, kad nė vienu atveju nebuvo aptikta PMSC ar cistų. Siekdama toliau iliustruoti docetakselio poveikį pašalinant nepageidaujamus ląstelių tipus, tyrimų grupė taip pat implantavo s6-iPIC, kurie, kaip žinoma, yra problemiškesni dėl cistų susidarymo ir PMSC susidarymo, gydant docetakseliu arba be jo.
Panašiai, PMSC ir didelių cistų visiškai nebuvo, kai s6-iPIC buvo gydomi docetakseliu, taip įrodant, kad docetakselis gali pašalinti nepageidaujamas ląsteles prieš transplantaciją.
Atlikdama šį tyrimą, tyrimo grupė ne tik nustatė ląsteles, atsakingas už nenormalų persodintų iPS ląstelių išvestų kasos audinių augimą, bet ir nustatė veiksmingą priemonę joms pašalinti, įtraukiant papildomą gydymo docetakseliu žingsnį į indukcijos protokolą.
Todėl, remiantis naujausiomis išvadomis, iPS ląstelių terapijos, skirtos 1 tipo diabetui, saugumo profilis yra vienas esminis žingsnis siekiant užtikrinti pacientų saugumą.