Leczenie cukrzycy komórkami macierzystymi? Wszyscy wiedzieli, że to będzie trudne. Choroba Parkinsona? Jeszcze trudniej. Alzheimer? Prawdopodobnie niemożliwe. Ale zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem, główna przyczyna ślepoty? Przyczyna AMD jest dobrze znana, przepis na przekształcenie komórek macierzystych w komórki siatkówki działa jak urok, a oko jest „uprzywilejowane immunologicznie”, co oznacza, że komórki odpornościowe nie atakują obcych, takich jak na przykład komórki siatkówki wyprodukowane w laboratorium. Jednak ponad dekadę po tym, jak badania na zwierzętach pokazały obiecujące efekty, i prawie osiem lat po tym, jak komórki siatkówki stworzone z embrionalnych komórek macierzystych zostały bezpiecznie przeszczepione dziewięciu pacjentom w badaniu klinicznym, nikt poza środowiskiem badawczym (lub nieuczciwą kliniką) nie otrzymuje terapii komórkami macierzystymi na zwyrodnienie plamki żółtej.
To może się wkrótce zmienić. Naukowcy z Kalifornii oczekują rozpoczęcia fazy 2 badań klinicznych terapii komórkami macierzystymi dla zwyrodnienia plamki żółtej związanego z wiekiem w tym roku, podczas gdy zespół z National Institutes of Health nie jest daleko w tyle: Planuje on pierwsze amerykańskie badanie kliniczne z wykorzystaniem tak zwanych indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych, które zostały odkryte 12 lat temu i otrzymały Nagrodę Nobla w 2012 roku. Komórki te (w skrócie iPSC) powstają poprzez wysłanie zwykłych, starych, dorosłych komórek w przeszłość, pod względem biologicznym, aż staną się podobne do embrionalnych komórek macierzystych – ale bez bagażu etycznego, jaki niosą ze sobą te komórki.
reklama
„Kiedy iPSC zostały odkryte w 2007 roku, było wiele szumu, że możemy łatwo przekształcić je w terapie”, powiedział Kapil Bharti z Narodowego Instytutu Oka NIH. „Ale było wiele pytań bez odpowiedzi na temat tego, jak bezpiecznie tworzyć komórki nadające się do przeszczepu, pytań, na które dopiero teraz znaleziono odpowiedź. „Mam nadzieję, że to ponownie zapoczątkuje tę dziedzinę,” powiedział Bharti.
Kilka innych badań klinicznych opartych na iPSC różnego rodzaju trwa w Japonii i Chinach, podczas gdy firma Fate Therapeutics z siedzibą w San Diego otrzymała niedawno zgodę od Agencji ds. Żywności i Leków na przeprowadzenie badania iPSC w Stanach Zjednoczonych w celu leczenia guzów litych.
reklama
Bharti i koledzy z NEI donieśli w Science Translational Medicine w środę, że użyli komórek siatkówki stworzonych z ludzkich iPSC do leczenia formy zwyrodnienia plamki żółtej u szczurów i świń, z wynikami na tyle obiecującymi, że mają nadzieję rozpocząć rekrutację pacjentów ze zwyrodnieniem plamki żółtej do badania klinicznego w ciągu najbliższych kilku tygodni.
To ustawia konfrontację pomiędzy dwoma formami komórek macierzystych. W swojej próbie, naukowcy z Uniwersytetu Południowej Kalifornii zaczynają od komórek macierzystych pochodzących z ludzkich embrionów.
„Wiesz, gdzie stawiamy nasze zakłady,” powiedział Dr Mark Humayun z USC’s Keck School of Medicine. Ale „ogólnie rzecz biorąc, terapie zastępowania komórek są obiecującym podejściem w leczeniu AMD. Tak więc obie powinny być badane.”
Zaawansowane „suche” zwyrodnienie plamki związane z wiekiem jest główną przyczyną ślepoty wśród osób starszych niż 50 lat, dotykając około 11 milionów ludzi w USA. Jest ono spowodowane obumieraniem komórek nabłonka barwnikowego siatkówki, które tworzą bogatą w składniki odżywcze i tlen warstwę w oku, utrzymującą pręciki i czopki przy życiu. Kiedy komórki RPE umierają z powodu wieku, wysokiego ciśnienia krwi, palenia papierosów lub innych przyczyn, umierają również fotoreceptory, co prowadzi do ślepoty.
W badaniu NEI naukowcy prowadzeni przez Bharti zaczęli od komórek krwiotwórczych, zwanych komórkami CD34+, wyizolowanych z krwi trzech pacjentów z AMD, a następnie przekształcili je w iPSC. Dodali czynniki wzrostu i inne substancje biochemiczne, które kształtują przeznaczenie komórek: Chociaż komórki pluripotencjalne mogą stać się każdym typem komórek w organizmie, specyficzna kombinacja biochemikaliów wytwarza jedną i tylko jedną. Bharti i jego zespół stworzyli komórki nabłonka pigmentu siatkówki, rodzaj, który umiera wcześnie w zwyrodnieniu plamki żółtej. Każda partia trwała około 11 tygodni.
Pomysł jest taki, że zastąpienie martwych i umierających komórek RPE „powstrzyma te fotoreceptory przed śmiercią i powstrzyma chorobę przed pogorszeniem się”, powiedział Bharti, który wraz z dwoma współautorami jest wynalazcą wniosku patentowego na generowanie komórek siatkówki z iPSCs. Uratowanie komórek RPE nie przywróci fotoreceptorów z martwych i nie przywróci utraconego wzroku. Ale on i jego zespół już opracowują terapię AMD łączącą fotoreceptory z plastrem RPE. To mogłoby rzeczywiście wyleczyć ślepotę AMD.
Choć w jednym z wybitnych badań z 2011 roku wstrzyknięto krople komórek siatkówki stworzonych z embrionalnych komórek macierzystych dziewięciu pacjentom z AMD, Bharti zrobił to inaczej, hodując komórki w monowarstwach na biodegradowalnym rusztowaniu. Ostrożnie wsunięte między komórki nabłonka pigmentu siatkówki a fotoreceptory szczurów i świń z odmianą zwyrodnienia plamki żółtej, rusztowania rozpuściły się, a komórki (około 2500 u szczurów, 100 000 u świń) zintegrowały się w siatkówce lepiej niż komórki w kroplach. Nie przetestowali jednak wzroku zwierząt.
„Myślę, że ten artykuł dostarcza niezwykle cennych spostrzeżeń”, powiedział dr Robert Lanza, szef medycyny regeneracyjnej w Astellas Pharma US, oddziale producenta leków z siedzibą w Tokio, i współprowadzący badanie AMD z 2011 roku z wykorzystaniem embrionalnych komórek macierzystych. „Całkowicie zgadzam się, że istnieje potrzeba solidnej produkcji i oceny funkcjonalnej komórek RPE przed zastosowaniem klinicznym.”
Lanza nie jest jednak przekonany do metody z plastrami. „Nie kupuję ich argumentu, że użycie rusztowania jest lepsze niż użycie zawiesiny komórek,” powiedział. „Przeszczepianie rusztowania jest klinicznie bardzo trudne i jest związane z mnóstwem potencjalnych problemów, dlatego niektóre grupy porzuciły to podejście”. Zespół NEI dostał wyniki porównywalne do tych z łaty kiedy oni wstrzyknęli więcej komórek RPE, Lanza zauważył, który „sugeruje , że to może być bardziej minimalnie inwazyjny sposób by postępować.”
Niemniej jednak, inni badacze również idą trasę łaty. Zespół z Londynu i Kalifornii poinformował w zeszłym roku, że dwóch pacjentów z AMD, którzy otrzymali łatę z monowarstwą komórek nabłonka pigmentu siatkówki (wyprodukowaną z komórek pobranych z ludzkich embrionów, a nie z dorosłych komórek), nie doświadczyło żadnych poważnych skutków ubocznych. Po kilku tygodniach jeden z pacjentów mógł zobaczyć dodatkowe 21 liter na standardowym wykresie ocznym, a drugi mógł zobaczyć 29 więcej.
W USC, Humayun i jego koledzy przeszczepili rusztowania pokryte RPE do czterech pacjentów z AMD, bez czerwonych flag nad bezpieczeństwem i z podpowiedziami, że może to poprawić widzenie, zgłosili w zeszłym roku: Z jednym okiem, jeden z pacjentów mógł zobaczyć 17 więcej liter na standardowym wykresie oczu niż wcześniej. Zespół USC planuje rozpocząć badanie kliniczne fazy 2 w tym roku, Humayun said.
One worry about cells produced from induced pluripotent stem cells is that some of the iPSCs might not become specialized cells in the biochemical bath. Pluripotencjalne komórki macierzyste mogą rosnąć w guzy jak teratoma. Ale zespół NEI dostał do 96 procent komórek macierzystych, aby zróżnicować się w komórki RPE, i wykrył żaden taki problem.
Nie znaleźli też mutacji powodujących raka w indukowanych pluripotencjalnych komórkach macierzystych, coś, przed czym naukowcy ostrzegali w 2017.
Jedną z pozostałych obaw jest to, że ta sama podstawowa przyczyna oryginalnego zwyrodnienia plamki żółtej pacjenta może również skazać przeszczepione komórki. Ale ponieważ zajęło to dziesięciolecia dla choroby, aby pojawić się po raz pierwszy, Bharti powiedział, terapia komórkowa w wieku 60 lub 70 lat ma duże szanse na przetrwanie reszty życia. Jeśli próba kliniczna uzyska obiecujące wyniki, powiedział, NEI będzie szukać partnera handlowego, aby przenieść terapię do przodu.
Korekta: Wcześniejsza wersja tej historii i jej nagłówek błędnie scharakteryzowały planowaną próbę Narodowego Instytutu Oka. Będzie to pierwsze w Stanach Zjednoczonych badanie terapii u ludzi opartej na indukowanych pluripotencjalnych komórkach macierzystych.