Células madre hematopoyéticas alogénicas purificadas como plataforma para la inducción de tolerancia

El trasplante exitoso de células madre formadoras de sangre de una persona a otra puede alterar profundamente el sistema inmunológico del receptor. Las células formadoras de sangre trasplantadas pueden condicionar al receptor a aceptar órganos del donante de células madre original sin necesidad de medicamentos para suprimir su sistema inmunológico; y dichos trasplantes pueden curar enfermedades autoinmunes como la diabetes infantil y la esclerosis múltiple. La modificación del sistema inmunitario de esta manera se denomina inducción de tolerancia inmunitaria. Desafortunadamente, la práctica actual del trasplante de células madre sanguíneas se asocia con riesgos graves, incluido el riesgo de muerte en entre el 10% y el 20% de los receptores. Ha sido un objetivo de larga data de los investigadores en este campo hacer que los trasplantes sean más seguros para que los pacientes que deben someterse a este procedimiento tengan mejores resultados y para que los pacientes que necesitan un injerto de órgano o que padecen un trastorno autoinmune puedan ser tratados eficazmente con esta poderosa forma de terapia celular. Los principales objetivos de nuestra propuesta son lograr este objetivo mediante el desarrollo de métodos para preparar a los pacientes para que acepten injertos de células madre formadoras de sangre con reactivos que se dirigen específicamente a poblaciones de células en receptores que constituyen las barreras para el injerto, y para trasplantar solo células madre formadoras de sangre purificadas. evitando la complicación potencialmente letal llamada enfermedad de injerto contra huésped. La propuesta tiene cuatro objetivos específicos. Los objetivos 1 y 2 se centran en el desarrollo de agentes biológicos que se dirijan específicamente a las células de barrera del receptor. Los objetivos 3 y 4 proponen probar los reactivos y los enfoques desarrollados en los dos primeros objetivos en modelos de ratón para inducir tolerancia a tejidos cotrasplantados y curar animales con diabetes mellitus tipo 1 o esclerosis múltiple. Estos objetivos no han cambiado en este período de informe. Un parámetro de éxito en este proyecto es el desarrollo de uno o más reactivos biológicos que puedan reemplazar la radiación y la quimioterapia tóxicas que puedan usarse en ensayos clínicos en humanos al final del tercer año de financiación (objetivo 2). En este sentido, se han logrado avances significativos durante el último año. Un reactivo fundamental para el éxito del injerto de células madre formadoras de sangre de un donante es aquel que se dirige a las células madre que ya residen en los receptores y las elimina. Las células madre sanguíneas del receptor bloquean la capacidad de tomar células madre del donante. En nuestros estudios anteriores con ratones determinamos que una proteína (anticuerpo) que se dirige específicamente a una molécula en la superficie de las células madre formadoras de sangre llamada CD117 es capaz de eliminar las células madre de la sangre del receptor, abriendo así nichos especiales y permitiendo que las células madre del donante se injerten. Este anticuerpo fue muy eficaz al permitir el injerto de células madre de sangre de donantes purificadas en ratones que carecen de un sistema inmunológico funcional. En esta aplicación propusimos desarrollar y probar reactivos que podrían atacar y eliminar células madre formadoras de sangre humana al atacar el CD117 humano. Este año hemos identificado y probado un anticuerpo fabricado por un tercero. Este anticuerpo anti-CD117 ha sido evaluado en los primeros ensayos clínicos para una indicación separada del uso propuesto y parece no ser tóxico. En ratones que generamos para albergar un sistema sanguíneo humano, el anticuerpo fue capaz de eliminar la sangre humana formando células madre. Planeamos continuar con el uso de este reactivo en un ensayo clínico como una forma no tóxica de preparar a los niños con una enfermedad llamada inmunodeficiencia combinada grave (SCID) para el trasplante. Sin un trasplante, los niños con SCID morirán. El uso del anticuerpo anti-CD117 y el trasplante de células madre formadoras de sangre purificada tiene el potencial de reducir significativamente las complicaciones de dichos trasplantes y mejorar los resultados para estos pacientes. El ensayo será el primer paso para utilizar esta forma de terapia dirigida y servirá como estudio pionero para todas las indicaciones para las cuales se necesita un trasplante de células madre formadoras de sangre, incluida la inducción de tolerancia inmune.

El trasplante de células madre formadoras de sangre de un individuo a otro puede alterar profundamente el sistema inmunológico del receptor. Las células productoras de sangre trasplantadas pueden condicionar al receptor a aceptar órganos del donante de células madre original sin necesidad de medicamentos para inhibir su sistema inmunológico. Estos trasplantes también pueden curar enfermedades autoinmunes como la diabetes infantil y la esclerosis múltiple. La modificación del sistema inmunitario de esta manera se denomina inducción de tolerancia inmunitaria. El objetivo principal de este proyecto es permitir el uso del trasplante de células madre formadoras de sangre con el fin de inducir la tolerancia inmune sin efectos secundarios no deseados. La práctica actual del trasplante de células madre sanguíneas se asocia con riesgos graves, incluido el riesgo de muerte en entre el 10% y el 20% de los receptores debido a complicaciones del acondicionamiento del trasplante y la enfermedad de injerto contra huésped. Nuestro objetivo es abolir o reducir los riesgos de estos trasplantes para que esta forma curativa de terapia con células madre pueda tratar de forma segura a pacientes que necesitan un injerto de órgano o que padecen un trastorno autoinmune. Para lograr nuestros objetivos, propusimos el desarrollo de métodos para preparar a los pacientes para aceptar injertos de células madre formadoras de sangre con reactivos que se dirigen específicamente a las poblaciones de células receptoras que constituyen las barreras para el injerto, y para trasplantar solo células madre formadoras de sangre purificadas, evitando así el injerto. enfermedad versus huésped. La propuesta tiene cuatro objetivos específicos. Los objetivos 1 y 2 se centran en el desarrollo de agentes biológicos que se dirijan específicamente a las células de barrera del receptor. Los objetivos 3 y 4 proponen probar los reactivos y los enfoques desarrollados en los dos primeros objetivos en modelos de ratón para inducir tolerancia a tejidos cotrasplantados y curar animales con distrofia muscular, diabetes mellitus tipo 1 y esclerosis múltiple. Estos objetivos no han cambiado en este período de informe. En el período que abarca el presente informe, se han logrado avances significativos en los tres primeros objetivos. En años anteriores identificamos un reactivo biológico que tiene el potencial de reemplazar la radiación y la quimioterapia tóxicas. La radiación y la quimioterapia se utilizan en los trasplantes para eliminar la sangre que forma las células madre de los receptores porque las células madre del receptor bloquean la capacidad de tomar células del donante. El nuevo reactivo que hemos estudiado es una proteína, llamada anticuerpo monoclonal, que se diferencia de la radiación y la quimioterapia porque ataca y elimina específicamente las células madre sanguíneas del receptor. Este reactivo de anticuerpo reconoce una molécula en la superficie de las células madre sanguíneas llamada CD117. En los años 1 y 2 comenzamos a probar un anticuerpo anti-CD117 humano (anti-hCD117) en ratones. A los ratones se les injertaron células sanguíneas humanas y demostramos que este anticuerpo eliminaba de forma segura y específica las células formadoras de sangre humana. Estos estudios fueron una prueba de concepto de que el anticuerpo es apropiado para su uso en ensayos clínicos en humanos. El año pasado recibimos una subvención del Equipo de Enfermedades del CIRM para trasladar las pruebas de este anti-hCD117 de la fase experimental en ratones a un ensayo clínico para el tratamiento de niños con una enfermedad llamada inmunodeficiencia combinada grave (SCID), también conocida como Enfermedad del “niño burbuja”. A los niños con SCID les faltan ciertos tipos de glóbulos blancos (linfocitos), por lo que no pueden defenderse de las infecciones. Sin un trasplante, los niños con SCID morirán. El uso del anticuerpo anti-CD117 y el trasplante de células madre formadoras de sangre purificada tiene el potencial de reducir significativamente las complicaciones de dichos trasplantes y mejorar los resultados para estos pacientes. El uso del anticuerpo anti-CD117 y el trasplante de células madre formadoras de sangre purificada tiene el potencial de reducir significativamente las complicaciones de dichos trasplantes y mejorar los resultados para estos pacientes. El ensayo será el primer paso para utilizar esta forma de terapia dirigida y servirá como estudio pionero para todas las indicaciones para las cuales se necesita un trasplante de células madre formadoras de sangre, incluida la inducción de tolerancia inmune. En el último año hemos avanzado en la purificación de células madre del músculo esquelético basándose en el etiquetado y clasificación de células musculares primitivas que expresan una serie de moléculas en la superficie celular. También hemos trasplantado una cepa especial de ratones (mdx) que son un modelo de distrofia muscular con células madre formadoras de sangre de donantes de ratones normales. El próximo año realizaremos trasplantes simultáneos de células madre formadoras de sangre y células madre del músculo esquelético de ratones donantes normales a ratones mdx. Determinaremos si las células madre sanguíneas permiten la supervivencia a largo plazo de las células madre musculares en receptores trasplantados a través de barreras de histocompatibilidad. Nuestro objetivo final es lograr la recuperación a largo plazo de la función de las células musculares en los receptores de estos cotrasplantes.

El trasplante de células madre formadoras de sangre de un individuo a otro se usa ampliamente para tratar pacientes con cánceres que de otro modo serían incurables. Debido a que tales trasplantes alteran profundamente el sistema inmunológico del receptor, existen muchas otras aplicaciones para esta poderosa forma de terapia. Los estudios propuestos en esta subvención se centraron en el uso del trasplante de células madre sanguíneas con el fin de inducir la tolerancia inmune. La inducción de tolerancia en este contexto significa que el trasplante de células madre sanguíneas entrena al cuerpo de un receptor para que acepte órganos del mismo donante de células madre sin la necesidad de medicamentos para suprimir su sistema inmunológico. Los trasplantes de tallo sanguíneo también pueden revertir respuestas inmunes aberrantes en personas con enfermedades autoinmunes como diabetes infantil y esclerosis múltiple. En este proyecto buscamos desarrollar nuevas formas de realizar trasplantes de células madre sanguíneas para que el procedimiento sea más seguro y, por lo tanto, más utilizable para un amplio espectro de pacientes. Los trasplantes pueden ser peligrosos y, en ocasiones, mortales. Las complicaciones graves son causadas por la quimioterapia o radiación tóxicas que se utilizan para permitir que las células madre se injerten, y por un síndrome llamado enfermedad de injerto contra huésped. Nuestra investigación ha tenido como objetivo reemplazar los tratamientos tóxicos probando nuevos reactivos que se dirigen y eliminan más específicamente las células de los receptores que constituyen las barreras para el injerto de células madre. Además, realizamos trasplantes de células madre formadoras de sangre purificada y, por lo tanto, podemos evitar el problema de la enfermedad de injerto contra huésped causada por células inmunes “pasajeras” que no son células madre en los injertos del donante. La propuesta tiene cuatro objetivos específicos. Los objetivos 1 y 2 se centran en el desarrollo de agentes biológicos que se dirijan específicamente a las células de barrera del receptor. Los objetivos 3 y 4 proponen probar los reactivos y los enfoques desarrollados en los dos primeros objetivos en modelos de ratón para inducir tolerancia a tejidos cotrasplantados y curar animales con distrofia muscular, diabetes mellitus tipo 1 y esclerosis múltiple. Estos objetivos no han cambiado en este período de informe. Nuestros informes anteriores destacaron nuestro progreso en el Objetivo 2, que ahora está completo. El objetivo 2 se centró en la identificación y prueba de un anticuerpo dirigido contra una molécula llamada CD117 presente en la superficie de las células madre sanguíneas humanas. Demostramos que este anticuerpo puede atacar y eliminar de forma segura células madre sanguíneas humanas en ratones a los que previamente se les habían injertado células humanas. Sobre la base de estos estudios, recibimos una subvención para el equipo de enfermedades del CIRM, que probará este anticuerpo CD117 antihumano en un ensayo clínico para el tratamiento de niños con inmunodeficiencia combinada grave (SCID), también conocida como la enfermedad del "niño burbuja". A los niños con SCID les faltan ciertos tipos de glóbulos blancos (linfocitos), por lo que no pueden defenderse de las infecciones. Sin un trasplante, los pacientes con SCID suelen morir antes de los dos años. Nuestro estudio clínico propuesto tiene el potencial de mejorar significativamente el éxito de los trasplantes para estos pacientes. Este ensayo clínico será el primero en probar un reactivo que se dirige específicamente a las células madre del receptor para despejar un nicho de espacio y permitir la terapia de reemplazo con células madre de donantes sanos. En el último año hemos seguido logrando avances significativos en los Objetivos 1, 3 y 4. El objetivo 1 propuso estudiar cómo mejorar el injerto de células madre sanguíneas utilizando agentes novedosos en ratones con sistemas inmunológicos intactos. El anticuerpo anti-CD117 discutido anteriormente funciona bien en receptores que carecen de linfocitos pero no en receptores con función inmune normal. Hemos probado el anticuerpo anti-CD117 en ratones que carecen de subconjuntos de linfocitos más definidos para delimitar qué tipo de linfocito debe neutralizarse o eliminarse. También probamos nuevos reactivos que inhiben la actividad de células inmunes específicas y observamos un efecto más fuerte del anticuerpo anti-CD117 cuando se coadministra con estos reactivos. Para los objetivos 3 y 4, hemos logrado con éxito nuestro objetivo de realizar trasplantes de células madre sanguíneas que den como resultado la mezcla estable de células sanguíneas entre el donante y el receptor (lo que se denomina quimerismo parcial). Para el objetivo 3, los receptores provienen de una cepa de ratón especializada que modela la distrofia muscular (ratones MDX). Hemos trasplantado células madre de músculo esquelético (SMSC) purificadas y observado el injerto de SMSC en ratones MDX inyectados con SMSC genéticamente compatibles. El siguiente paso es probar si los cotrasplantes de células madre sanguíneas más SMSC de donantes genéticamente no compatibles se injertarán y expandirán permanentemente en los receptores de MDX. Para el objetivo 4, se estudian dos modelos de ratón: (1) ratones NOD que modelan la diabetes infantil y (2) ratones que desarrollan esclerosis múltiple. Podemos bloquear con éxito la progresión de la enfermedad en estos animales con trasplantes de células madre sanguíneas. Nuestros próximos pasos son aplicar las terapias desarrolladas en el objetivo 1 a estos modelos de enfermedad. En el período posterior a la adjudicación, continuaremos realizando estudios que prueben los nuevos enfoques desarrollados aquí en modelos de inducción de tolerancia.