La expansión de células madre hematopoyéticas ex vivo a largo plazo permite el trasplante no condicionado.
Año de publicación:
2019
Identificación de PubMed:
31142833
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
El trasplante de células madre hematopoyéticas (HSC) formadoras de sangre se puede utilizar como terapia curativa con células madre para una variedad de enfermedades de la sangre, desde inmunodeficiencias hasta leucemias. Sin embargo, si bien estas células son muy importantes clínicamente, expandir esta población de células madre ex vivo sigue siendo un desafío. Las condiciones existentes sólo respaldan las HSC a corto plazo ex vivo, lo que limita la ventana de investigación y manipulación (por ejemplo, para terapia génica). Aquí, describimos la optimización de las condiciones de cultivo para cultivar HSC de ratón durante 1 a 2 meses ex vivo, durante los cuales las HSC funcionales pueden expandirse hasta 900 veces. El injerto de CMH de donante después del trasplante generalmente requiere un acondicionamiento previo del receptor basado en radiación o quimioterapia, lo que causa una morbilidad y mortalidad significativas. Sin embargo, al trasplantar una gran cantidad de HSC generadas por nuestro sistema de cultivo, pudimos lograr un injerto de donante en receptores no condicionados. Por lo tanto, estos hallazgos tienen implicaciones importantes tanto para la investigación básica de HSC como para la hematología clínica.
Resumen científico:
Las células madre hematopoyéticas (HSC) multipotentes y autorrenovables regeneran el sistema sanguíneo del adulto después del trasplante(1), lo que constituye una terapia curativa para numerosas enfermedades, incluidas inmunodeficiencias y leucemias(2). Aunque se ha aplicado un esfuerzo sustancial para identificar los factores de mantenimiento de las HSC a través de la caracterización del microambiente o nicho de las HSC de la médula ósea in vivo (3-5), la expansión estable de las HSC ex vivo ha sido anteriormente inalcanzable (6,7). Aquí describimos el desarrollo de un sistema de cultivo definido y libre de albúmina que respalda la expansión ex vivo a largo plazo de HSC de ratón funcionales. Utilizamos un enfoque de optimización sistemática y descubrimos que los niveles altos de trombopoyetina crean sinergia con niveles bajos de factor de células madre y fibronectina para mantener la autorrenovación de las HSC. Desde hace tiempo se reconoce que la albúmina sérica es una fuente importante de contaminantes biológicos en los cultivos de HSC(8); Identificamos el alcohol polivinílico como un reemplazo funcionalmente superior de la albúmina sérica que es compatible con las buenas prácticas de fabricación. Estas condiciones permiten expansiones de entre 236 y 899 veces de las HSC funcionales durante 1 mes, aunque el análisis de cultivos derivados clonalmente sugiere que existe una heterogeneidad considerable en la capacidad de autorrenovación de las HSC ex vivo. Usando este sistema, los cultivos de HSC que se derivan de solo 50 células se injertan de manera robusta en ratones receptores sin el requisito normal de preacondicionamiento tóxico (por ejemplo, radiación), que puede ser relevante para el trasplante de HSC en humanos. Por lo tanto, estos hallazgos tienen implicaciones importantes tanto para la investigación básica de HSC como para la hematología clínica.