211service.com
Investeren in stamcellenbanken
Een van de grote voordelen van celherprogrammering - het omzetten van volwassen cellen in stamcellen - is het vermogen om de genetische diversiteit van een individu vast te leggen. Wetenschappers gebruiken nu deze technologie, die bekend staat als herprogrammering van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS), om stamcellen van verschillende mensen te creëren. De banken zullen worden gebruikt om de toxiciteit van verschillende medicijnen te testen met behulp van cellen van mensen van verschillende etniciteiten, en zouden mogelijk cellen kunnen leveren voor weefselvervangende therapieën. Onderzoekers presenteerden details van hun inspanningen op de International Society for Stem Cell Research conferentie deze week in San Francisco.
Shinya Yamanaka , een stamcelwetenschapper aan het Gladstone Institute, in San Francisco, en de Universiteit van Kyoto, in Japan, creëerde voor het eerst iPS-cellen in 2007 door slechts vier genen toe te voegen aan volwassen cellen die normaal alleen actief zijn in embryo's. ( James Thomson en Junying Yu aan de Universiteit van Wisconsin, in Madison, publiceerde tegelijkertijd een vergelijkbare benadering.) De cellen kunnen zichzelf vele malen reproduceren en ze kunnen zich ontwikkelen tot elk celtype in het menselijk lichaam, de twee bepalende kenmerken van embryonale stamcellen. Omdat ze niet van menselijke embryo's zijn gemaakt, omzeilen iPS-cellen bovendien de ethische en technische uitdagingen die gepaard gaan met embryonale stamcellen.
Wetenschappers hebben sindsdien iPS-cellen gemaakt van patiënten met verschillende ziekten, waaronder amyotrofische laterale sclerose (ALS) en de ziekte van Parkinson, en deze cellen worden gebruikt om deze ziekten te bestuderen. Een aantal startups ontwikkelt manieren om de cellen te gebruiken om medicijnen te screenen, zowel op toxiciteit in menselijke cellen als op hun effectiviteit bij het verlichten van moleculaire tekenen van ziekte. Jeanne Loring, oprichter en directeur van het Center for Regenerative Medicine aan het Scripps Research Institute in La Jolla, CA, ontwikkelt een stamcelbank die zal worden gebruikt voor toxiciteitstesten, in eerste instantie gericht op Afrikanen en Afro-Amerikanen, groepen waarvan bekend is dat ze een hoge bloeddruk hebben. niveau van genetische diversiteit. Loring en medewerkers analyseren een aantal genetische varianten in de cellen die ze verzamelen, met bijzondere aandacht voor variaties in medicijnmetaboliserende enzymen die van invloed kunnen zijn op hoe patiënten reageren op specifieke medicijnen, waaronder antidepressiva, pijnstillers en medicijnen voor hartaandoeningen.
Het doel op langere termijn van iPS-cellen is om ze te gebruiken om beschadigd of ziek weefsel te repareren of te vervangen. Net als orgaantransplantaties, moeten stamceltransplantaties worden afgestemd op de ontvanger. Yamanaka wijst er echter op dat het waarschijnlijk te tijdrovend en te duur is om gepersonaliseerde cellen te maken voor iedereen die ze nodig heeft. Het kan twee tot zes maanden duren om een lijn van stamcellen van een persoon te maken, en iemand die bijvoorbeeld lijdt aan ruggenmergbeschadiging, zou waarschijnlijk binnen enkele dagen na het letsel een celtransplantatie nodig hebben. (Stamcelbehandelingen voor dwarslaesie zijn nog niet goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration, hoewel een bedrijf binnenkort embryonale stamcellen voor dit doel hoopt te testen.)
Het team van Yamanaka werkt in plaats daarvan aan het creëren van een reeks stamcellijnen die geschikt zijn voor een groot percentage van de Japanse bevolking. Hoewel het concept van een dergelijke stamcelbank enkele jaren geleden voor het eerst werd voorgesteld voor embryonale stamcellen, heeft iPS-celtechnologie het veel gemakkelijker gemaakt om te creëren.
Om de haalbaarheid van het creëren van een stamcellenbank te onderzoeken, testte het team van Yamanaka het weefseltype van 107 Japanse vrijwilligers. Mensen verschillen sterk in de genen die coderen voor celoppervlaktemoleculen die menselijke leukocytenantigenen (HLA) worden genoemd, en hoe beter deze antigenen overeenkomen tussen donor en ontvanger, hoe kleiner de kans dat het immuunsysteem van de ontvanger het getransplanteerde weefsel afstoot. De onderzoekers ontdekten dat twee van de vrijwilligers homozygoot waren - wat betekent dat ze twee overeenkomende kopieën droegen - van elk van de drie HLA-genen. Vanwege dit zeldzame genotype zouden deze mensen als donor kunnen dienen voor iedereen met die drie antigenen - bijna een derde van de vrijwilligersgroep. Volgens de berekeningen van een medewerker zouden slechts 50 verschillende HLA-types 90 procent van de Japanse bevolking kunnen dekken. De onderzoekers hebben inmiddels van deze individuen iPS-cellen gemaakt en laten zien dat ze zich normaal gedragen en kunnen worden gedifferentieerd in tal van celtypen.
Roger Pederson , waarschuwt een stamcelbioloog aan de Cambridge University, in het VK, dat zelfs dit niveau van matching enige immunosuppressie zou vereisen vanwege lichte HLA-mismatches. Maar het is beter om lijnen te maken voor iedereen die er een nodig heeft, zegt Pederson, die in 2005 het idee van een stamcelbank voorstelde.
Het is nog niet duidelijk hoe moeilijk het zou zijn om een vergelijkbare weefsel-matched bank te creëren voor meer diverse populaties. De Japanners zijn een bijzonder homogene bevolking en ik vraag me af of het mogelijk zou zijn om een soortgelijk scherm in de VS te doen, zegt Loring. Omdat Amerikanen etnisch heterogeen zijn, zijn er waarschijnlijk minder homozygoten, zegt ze.
In 2005 analyseerde het team van Pederson HLA-types voor orgaandonoren van kadavers en voor mensen op de wachtlijst voor orgaandonatie in het VK, waarbij berekend werd dat 150 rijen stamcellen een gunstige match zouden opleveren voor ongeveer 85 procent van degenen op de lijst. Tien donoren die homozygoot zijn voor veelvoorkomende HLA-typen, zouden voor ongeveer 67 procent een gunstige match opleveren. De onderzoekers zijn nog niet bezig met het opzetten van zo'n bank, maar ze analyseren wel hoe ze het beste een klinisch bruikbare celbank kunnen creëren.
Op bevolking gebaseerd stamcelbankieren staat nog in de kinderschoenen. (Banken met navelstrengbloed van pasgeborenen, die vaak door ouders in privéfaciliteiten worden bewaard, vertegenwoordigen een ander soort bankieren. De stamcellen uit dit bloed zijn nuttig voor een beperkt aantal zeldzame ziekten, en ze kunnen niet worden uitgebreid of gedifferentieerd op de manier waarop iPS cellen kunnen dat wel.) Terwijl wetenschappers manieren bestuderen om iPS-cellen te gebruiken als behandeling van ziekten, is er nog geen enkele getest in klinische onderzoeken. Bovendien zijn deze cellen nog niet geschikt voor menselijke transplantatie; de manier waarop ze momenteel worden gemaakt, kan enig risico op kanker met zich meebrengen. We hebben nog steeds niet bepaald welk type inductie het beste is, maar na het oplossen van de technische problemen zou het creëren van zo'n bank haalbaar zijn, zegt Yamanaka.