Naukowcy ze Stanford Medicine ogłosili przełom, który może zmienić sposób leczenia cukrzycy typu 1 oraz innych chorób autoimmunologicznych. W najnowszym badaniu połączono łagodny przeszczep komórek macierzystych krwi z przeszczepem wysepek trzustkowych od niedopasowanego immunologicznie dawcy. U myszy ta metoda całkowicie zapobiegła rozwojowi choroby lub ją odwróciła – bez stosowania leków immunosupresyjnych i bez podawania insuliny. Odkrycie to może stworzyć podstawy do opracowania bezpieczniejszej, trwałej terapii dla osób z cukrzycą typu 1.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak połączenie przeszczepu komórek macierzystych krwi i wysepek trzustkowych doprowadziło do pełnego wyleczenia lub zapobieżenia cukrzycy typu 1 u myszy.
- Dlaczego hybrydowy układ odpornościowy stanowi przełom w terapii autoimmunologicznej i jak działa w praktyce.
- Jakie elementy procedury – przeciwciała, niskie dawki promieniowania i leki immunomodulujące – są już stosowane klinicznie i mogą umożliwić szybkie przejście do badań u ludzi.
- Jakie wyzwania stoją przed tą metodą oraz jakie przyszłe zastosowania widzą naukowcy w leczeniu chorób autoimmunologicznych i transplantologii.
Cukrzyca typu 1 – dlaczego jest trudna do wyleczenia?
Cukrzyca typu 1 jest chorobą autoimmunologiczną, w której układ odpornościowy niszczy komórki beta wysp trzustkowych odpowiedzialne za produkcję insuliny. W efekcie organizm nie jest w stanie regulować poziomu glukozy. Obecnie standardem leczenia jest insulinoterapia, która wymaga codziennego monitorowania i nie zatrzymuje procesu autoimmunologicznego.
Jak podkreśla profesor Seung K. Kim: „Możliwość zastosowania tych odkryć w praktyce u ludzi jest niezwykle ekscytująca”. Opracowana metoda różni się od klasycznych prób przeszczepiania wysepek:
- nie wymaga silnej immunosupresji,
- eliminuje ryzyko choroby przeszczep przeciwko gospodarzowi,
- hamuje autoimmunologiczne niszczenie nowych komórek beta,
- resetuje układ odpornościowy, przywracając tolerancję immunologiczną.
Na czym polega nowatorskie podejście naukowców?
Zespół wykorzystał technikę hybrydowego układu odpornościowego, która polega na przeszczepieniu komórek macierzystych krwi (HSC) od dawcy. Komórki te tworzą nowy system odpornościowy, zawierający komórki zarówno dawcy, jak i biorcy. Kim wyjaśnia:
Musimy nie tylko zastąpić utracone wyspy, ale także zresetować układ odpornościowy biorcy, aby zapobiec dalszemu niszczeniu komórek wysp. Stworzenie hybrydowego układu odpornościowego pozwala osiągnąć oba cele.
Badanie wykazało:
- 19 z 19 myszy poddanych przeszczepowi HSC nie rozwinęło cukrzycy typu 1,
- 9 z 9 myszy z już istniejącą cukrzycą zostało w pełni wyleczonych,
- zwierzęta nie wymagały insuliny ani leków immunosupresyjnych przez 6 miesięcy,
- nie wystąpiła choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi (GVHD).
To pierwsze badanie, w którym udało się skutecznie zatrzymać autoimmunologiczny atak i jednocześnie odbudować funkcję endokrynologiczną trzustki.
Łagodniejsze przygotowanie biorcy – klucz do sukcesu
Tradycyjnie pacjenci przygotowywani do przeszczepów komórek macierzystych wymagają intensywnej radioterapii lub chemioterapii. Te procedury mogą prowadzić do poważnych powikłań i nie nadają się dla osób z chorobami nienowotworowymi. Stanford opracował jednak alternatywę. Dr Judith Shizuru tłumaczy:
Wyzwaniem było opracowanie łagodniejszego procesu wstępnego leczenia, zmniejszającego ryzyko do tego stopnia, że pacjenci cierpiący na niedobór autoimmunologiczny czuliby się komfortowo poddając się leczeniu.
W badaniu wykorzystano:
- przeciwciała modyfikujące układ odpornościowy,
- niewielkie dawki promieniowania,
- lek stosowany w terapii chorób autoimmunologicznych.
Wszystkie te metody są już stosowane klinicznie, co otwiera drogę do badań u ludzi.
Hybrydowy układ odpornościowy – jak działa?
Hybrydowy system immunologiczny sprawia, że:
- komórki biorcy uczą się tolerować wysepkowe komórki dawcy,
- komórki dawcy tolerują tkanki biorcy,
- autoagresja zostaje zatrzymana.
Kim podkreśla:
Teraz wiemy, że pobrane komórki macierzyste krwi reedukują układ odpornościowy zwierzęcia-biorcy, aby nie tylko akceptował pobrane wysepki, ale także nie atakował jego zdrowych tkanek, w tym wysepek.
Jest to fundamentalny krok w kierunku terapii przyczynowej, a nie objawowej.
Ograniczenia i wyzwania – co musi zostać rozwiązane?
Choć wyniki są spektakularne, naukowcy zauważają kilka kluczowych barier:
- wyspy trzustkowe można pozyskać tylko od zmarłych dawców,
- komórki macierzyste krwi i wyspy muszą pochodzić od tej samej osoby,
- nie jest pewne, czy ilość pozyskanych wysp jest wystarczająca do leczenia człowieka.
Zespół pracuje jednak nad rozwiązaniami, które obejmują:
- generowanie wysp trzustkowych z ludzkich pluripotentnych komórek macierzystych,
- zwiększanie przeżywalności przeszczepionych wysp,
- modyfikacje immunologiczne poprawiające integrację przeszczepów.
Perspektywy kliniczne – nie tylko dla cukrzycy
Badacze uważają, że opracowane podejście może zostać wykorzystane również w:
- reumatoidalnym zapaleniu stawów,
- toczniu,
- niedokrwistości sierpowatokrwinkowej,
- przeszczepach niedopasowanych narządów miąższowych.
Kim podsumowuje:
Możliwość bezpiecznego zresetowania układu odpornościowego w celu umożliwienia trwałej wymiany narządu mogłaby szybko doprowadzić do wielkich postępów medycyny.
Główne wnioski
- W badaniu Stanford Medicine 19 z 19 myszy po przeszczepie komórek macierzystych krwi nie rozwinęło cukrzycy typu 1, a 9 z 9 myszy z istniejącą chorobą zostało całkowicie wyleczonych po połączonym przeszczepie HSC i wysepek.
- Hybrydowy układ odpornościowy złożony z komórek dawcy i biorcy umożliwił jednoczesne zastąpienie utraconych komórek beta oraz zatrzymanie autoimmunologicznego niszczenia nowych wysp trzustkowych.
- Myszy przez 6 miesięcy nie wymagały insuliny ani leków immunosupresyjnych, a jednocześnie nie wystąpiła choroba przeszczep przeciwko gospodarzowi, co świadczy o bezpieczeństwie metody.
- Procedura jest potencjalnie możliwa do wdrożenia klinicznego, ponieważ jej kluczowe elementy – przeciwciała, promieniowanie w niskiej dawce i leki immunomodulujące – są już stosowane w medycynie. Zespół widzi możliwość wykorzystania tej strategii również w innych chorobach autoimmunologicznych i transplantologii.
Źródło:
- Stanford University Medical Center
- https://www.jci.org/articles/view/190034
