Tvorba krevních buněk z kmenových buněk: Nové poznatky pro regenerativní medicínu
S rostoucím věkem dochází k degeneraci krvetvorných buněk v kostní dřeni, což negativně ovlivňuje produkci imunitních buněk a červených krvinek. Vzhledem k významu dysfunkce imunitního systému při stárnutí je obnova krvetvorných buněk na úroveň odpovídající mladému věku považována za klíčovou. Existuje několik směrů výzkumu zaměřených na tento cíl, jedním z nich je náhrada – tedy dodání funkční populace krvetvorných kmenových buněk do kostní dřeně s podporou nezbytnou pro přežití a uchycení těchto buněk.
To vyžaduje spolehlivou a nákladově efektivní schopnost vytvářet krvetvorné kmenové buňky z indukovaných pluripotentních kmenových buněk, které jsou získány ze vzorku tkáně příjemce. Většina ostatních schopností potřebných k zavedení této formy terapie již existuje, ale tvorba krvetvorných kmenových buněk stále představuje výzvu. V nedávné studii, na kterou odkazuje i článek z FightAging.org, výzkumníci navrhují specifický přístup.
Krvetvorné kmenové buňky (HSCs) mají schopnost dlouhodobě obnovovat všechny krevní linie a generovat všechny typy krevních buněk. Z tohoto důvodu zůstává tvorba HSCs in vitro (v laboratorních podmínkách) ústředním cílem regenerativní medicíny. Navzdory mnoha snahám a nedávným pokrokům v této oblasti stále neexistuje robustní, reprodukovatelný a účinný protokol pro generování skutečných HSCs in vitro. To naznačuje, že některé regulační prvky dosud nebyly objeveny.
V rámci této studie byl představen nový a nestranný přístup k identifikaci endogenních složek pro specifikaci HSCs z pluripotentních kmenových buněk. Výzkumníci provedli celogenomové CRISPR aktivační screening během mezodermální diferenciace z myších embryonálních kmenových buněk (mESCs). Po in vitro diferenciaci byly mezodermální KDR+ prekurzory transplantovány do primárních a sekundárních imunodeficientních NSG myší.
Tento přístup vedl k identifikaci sedmi genů (Spata2, Aass, Dctd, Eif4enif1, Guca1a, Eya2, Net1), které, jsou-li aktivovány během specifikace mezodermu, indukují tvorbu krvetvorných kmenových a progenitorových buněk (HSPCs). Tyto buňky jsou schopny sériového uchycení a produkce buněk z více linií (erytroidní, myeloidní, T lymfoidní a B lymfoidní) in vivo.
Další analýza pomocí single-cell RNA sequencing ukázala, že aktivace těchto sedmi genů směřuje embryoidní tělíska k intraembryonálnímu vývoji, nikoli extraembryonálnímu, čímž se zvyšuje počet mezodermálních progenitorů, které mohou generovat HSCs. Zjištění této studie podtrhují význam diferenciace během specifikace první zárodečné vrstvy pro generování definitivních krevních kmenových buněk.
Tato práce je významným krokem vpřed v oblasti regenerativní medicíny a otevírá nové možnosti pro budoucí terapie zaměřené na obnovu krvetvorných funkcí u stárnoucích jedinců.
Odkaz na původní studii: https://doi.org/10.1182/blood.2024027742