Illustration av den förbättrade vidhäftningen av stamceller när de utsätts för vissa läkemedelsbehandlingar som nyligen identifierats av KAUST-forskare. Kredit:KAUST; Heno Hwang
Förbättring av vidhäftningsmolekyler förbättrar förmågan hos blodbildande stamceller att slå rot hos transplantationsmottagare.
Behandlingar som ökar "klibbigheten" hos blodbildande stamceller kan bidra till att förbättra framgången med benmärgstransplantationer för patienter som lider av leukemi och andra blodsjukdomar.
En KAUST-ledd forskargrupp identifierade två sådana läkemedelsbehandlingar som förbättrar aktiviteten hos molekyler som är involverade i cellvidhäftning. Stamceller som exponerats för dessa läkemedel kunde bättre komma in i blodomloppet hos mottagarmöss, ta sig till benmärgen och börja producera nytt blod.
"Detta är ett avgörande fynd", säger studieförfattaren Asma Al-Amoodi, en Ph.D. student i Jasmeen Merzabans labb på KAUST. "Sådan information är oumbärlig för forskare och kliniker, eftersom den kommer att vägleda vilka stamcellspopulationer vi väljer för och vilka behandlingar vi kan använda före injektion för att öka framgången och resultaten av transplantationsprocessen."
Saudiarabien var den första arabiska staten att utföra en benmärgstransplantation, redan 1984, och nu går det knappt en dag utan att någon i landet får en infusion av friska donatorhärledda hematopoetiska stamceller (HSC) för att ersätta de förlorade eller skadade av sjukdom. Men de typer av stamceller som ingår i en sådan transplantation är inte alla desamma.
Majoriteten är "kortsiktiga" HSC:er. Dessa celler kan ge upphov till alla slags vita blodkroppar, vilket ger ett uppskov från cancer eller sjukdom. Men cellerna har begränsad kapacitet för självförnyelse, en biologisk svaghet som begränsar varaktigheten av deras terapeutiska nytta.
En annan population av sällsynta stamceller har potential för förlängd rekonstitution av det blodbildande systemet. Dessa "långsiktiga" HSC:er kan både upprätthålla stamcellspoolen och differentiera till sina kortsiktiga anhöriga, vilket gör dem idealiska ur en terapeutisk synvinkel. Men långvariga HSC:er har sin egen nackdel:de är inte särskilt skickliga på ympning, processen att slå rot i mottagarindivider – och KAUST-forskare har nu upptäckt varför.
Merzaban och hennes labbgrupp visade att, jämfört med kortvariga HSC:er, förklarade det minskade uttrycket av viktiga adhesionsmolekyler i långvariga HSC:er deras dåliga implanteringsförmåga. Forskarna hittade sedan en typ av läkemedel som vanligtvis används för att behandla diabetes; när det lades till långvariga HSC:er, förändrade detta läkemedel dynamiken hos cellytevidhäftningsmolekyler på ett sätt som förbättrade upptaget av cellerna i möss.
En annan typ av vidhäftningsinriktad behandling ökade också implantatpotentialen hos kortvariga HSCs – och som en extra bonus fick det cellerna att bete sig mer som sina långsiktiga motsvarigheter.
Merzaban hoppas sedan kunna testa strategin med mänskliga stamceller och mänskliga mottagare. "Resultaten av vår studie tyder på att genom att förbättra vidhäftningen av dessa stamceller kan vi förbättra förmågan hos båda typerna av HSC-populationer att migrera, ympa och ge funktionella blodkroppar till patienter", säger hon. + Utforska vidare
