Techniki gon-inżynierii za pośrednictwem mRNA poprawiają niedobór homogenizacji komórek hematopoetycznych pochodzących od ludzkich komórek macierzystych

Wytwarzanie funkcjonalnych hematopoetycznych komórek macierzystych i progenitorowych (HSPC) z ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych (PSC) było długo poszukiwanym celem do zastosowania w produkcji komórek krwiotwórczych, modelowaniu chorób i ostatecznie medycynie transplantacyjnej. Homing HSPC od krwioobiegu do szpiku kostnego (BM) jest ważnym aspektem biologii HSPC, który pozostał nierozwiązany w wysiłkach zmierzających do uzyskania funkcjonalnych HSPC z ludzkich PSC. W związku z tym zbadaliśmy właściwości naprowadzania BM indukowanych przez człowieka komórek HSPC pochodzących z pluripotencjalnych komórek macierzystych (hiPS-HSPC). Odkryliśmy, że eksprymują one molekularne efektory wynaczynienia BM, takie jak receptor chemokiny CXCR4 i dimer integryny VLA-4, ale brak ekspresji ligandów selektyny E, które programują transport HSPC do BM. Aby przezwyciężyć ten niedobór, eksprymowaliśmy ludzką fukozylotransferazę 6 przy użyciu zmodyfikowanego mRNA. Ekspresja fukozylotransferazy 6 powodowała znaczny wzrost poziomów ligandów E-selektyny na powierzchni komórki. Komórki zmodyfikowane glikolem wykazywały wzmożone działanie sieciujące i toczne na śródbłonek niosący E-selektynę w warunkach przepływu in vitro, jak również zwiększony transport BM i wynaczynienie po transplantacji myszom. Jednakże, glikoengene- rowane hiPS-HSPC nie zostały wszczepione długookresowo, co wskazuje, że istnieją dodatkowe niedobory funkcjonalne w tych komórkach. Nasze wyniki sugerują, że strategie zmierzające do zwiększenia ekspresji ligandu E-selektyny mogą być stosowane jako część wielopłaszczyznowego podejścia do optymalizacji wytwarzania HSPC z ludzkich PSC. Wprowadzenie Hematopoetyczna przeszczep komórek macierzystych i komórek progenitorowych (HSPC) jest paradygmatyczną terapią komórkami macierzystymi, na całym świecie wykonuje się ~ 50 000 przeszczepów rocznie w celu leczenia różnych zaburzeń krwi (1). Pomimo potencjału leczniczego, trudności w uzyskaniu wystarczającej liczby dopasowanych HLA HSPC przyczyniają się do złych wyników przeszczepów i ograniczają szersze zastosowanie. Uzyskanie dużych ilości HSPC z ludzkich pluripotentnych komórek macierzystych (PSC), w tym embrionalnych komórek macierzystych (ESC) i / lub indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC), jest bardzo obiecujące, aby złagodzić wiele ograniczeń związanych z transplantacją HSPC. Jednakże, pomimo znacznego postępu, generowanie w pełni funkcjonalnych i kompetentnych do wszczepienia HSPC z ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych ex vivo pozostaje wyzwaniem (2). . Skierowanie szpiku kostnego. odnosi się do procesu, w którym HSPC przechodzą z krwioobiegu do szpiku kostnego (BM). Proces ten, stanowiący warunek wstępny funkcjonalnej hematopoezy, obejmuje dwa składniki: (1) przemyt krążących HSPC do wyspecjalizowanych łóżek śródbłonka BM i (2) wynaczynienie HSPC w tych łóżkach. Homing obejmuje wieloetapową kaskadę, która rozpoczyna się od wiązania i toczenia przeszczepionych komórek na dyskretnych naczyniach sinusoidalnych BM, w których pośredniczą interakcje między E-selektyną na komórkach śródbłonka i jego ligandach na HSPC. Po migracji komórek do odpowiednich sinusoid, następuje wynaczynienie, ponieważ integryny (głównie VLA-4) ulegają aktywacji poprzez chemokiny poprzez wiązanie się z ich receptorami (np. SDF-1 [znanym również jako CXCL12] wiążącym się z CXCR4) w celu wywołania silnej przynależności HSPC do ściana śródbłonka. Wreszcie, komórki przechodzą przez migrację przez śródbłonkową i miąższową, procesy modulowane gradientami chemokin w BM (3). Chociaż homingowanie BM jest krytycznym aspektem biologii HSPC, brak jest badań oceniających homingowe właściwości HSPC z ludzkich pluripotencjalnych komórek macierzystych (2). W tym badaniu zbadaliśmy ekspresję i funkcję cząsteczek, które pośredniczą w naprowadzaniu HSPC do BM i zidentyfikowaliśmy wyraźny niedobór ligandów E-selektyny na powierzchni HSPC pochodzących z PSC. Pokazujemy również prostą i silną strategię tworzenia funkcjonalnych ligandów E-selektyny na powierzchni HSPC pochodzących z iPSC przy użyciu zmodyfikowanego mRNA kodującego glikozylotransferazę fukozylotransferazę 6 (FUT6). Glikokomodyfikowane HSPC pochodzące z ludzkiego iPSC wykazywały znacznie zwiększone wzajemne oddziaływanie tetheringu i toczenia z komórkami śródbłonka w warunkach naprężenia ścinającego in vitro i wykazywały zwiększone zasiedlanie i wynaczynienie w calvarialnym BM myszy immunosupresyjnych in vivo. Wyniki i dyskusja W oparciu o wcześniej opisane protokoły (4-6), opracowaliśmy wolny od surowicy, wolny od zrębów protokół różnicowania komórek zdolny do generowania wysokiego odsetka komórek krwiotwórczych z ludzkiej linii iPSC otrzymanej przy użyciu zmodyfikowanego mRNA (Suplementowa Figura 1A; materiał dostępny online w tym artykule; https://doi.org/10.1172/JCI92030DS1) (7). Do dnia 10 różnicowania, okrągłe, załamujące światło, nieadherentne komórki krwiotwórcze obserwowano powyżej warstwy komórek przylegających (Suplementowa Figura 1B) i odpowiadały ekspresji hematopoetycznych markerów progenitorowych (Suplementowa Figura 1, C i D)
[podobne: ćwiczenia oddechowe w rehabilitacji, kapelusz słomkowy krzyżówka, masło z orzechów laskowych ]
[więcej w: jak ugotowac kasze jaglana, zielony jęczmień skutki uboczne, pasta tahini gdzie kupić ]