El objetivo de nuestro proyecto es estudiar y desarrollar enfoques inmunológicos para superar el rechazo de células madre embrionarias (ESC) y otras células y tejidos derivados de estas células pluripotentes. Utilizamos modelos animales para estudiar el impacto del sistema inmunológico en la supervivencia y el rechazo de las ESC, ya que podemos estudiar mejor poblaciones de células específicas y estrategias involucradas en la biología subyacente. Además, hemos desarrollado una estrategia para estudiar la supervivencia y el tráfico de células inyectadas mediante emisión de luz en un proceso llamado imágenes bioluminiscentes (BLI). Este método de obtención de imágenes se logra mediante la introducción en las células de interés de una proteína emisora de luz llamada luciferasa, generada a partir de la luciérnaga norteamericana. En particular, hemos generado ESC que expresan luciferasa y, por lo tanto, emiten luz. Usando BLI podemos estudiar el crecimiento y la supervivencia de estas ESC trasplantadas en animales vivos. Con este enfoque, el rechazo y el injerto se pueden evaluar de forma sencilla y no invasiva. El año pasado desarrollamos todas las ESC necesarias de diferentes orígenes genéticos que expresan luciferasa y se pueden obtener imágenes. Hemos demostrado que los animales con sistemas inmunitarios intactos rechazan estas células trasplantadas durante varias semanas, mientras que los animales con sistemas inmunitarios dañados no lo hacen. Un objetivo de la propuesta de investigación era estudiar las células T y asesinas naturales (NK-T) de origen natural con capacidad conocida para regular las respuestas inmunitarias. El objetivo es desarrollar estrategias mediante las cuales la inyección de estas células reguladoras afecte el rechazo de las CME trasplantadas. Nuestros estudios iniciales han demostrado que la simple coinyección de células T reguladoras con las ESC no fue suficiente para prolongar la supervivencia de los injertos de ESC. Esto no es inesperado ya que las células T reguladoras también pueden ser rechazadas por el sistema inmunológico del receptor. Los experimentos actuales tienen como objetivo estudiar la supervivencia y el tráfico de células T reguladoras en animales con y sin ESC y explorar formas de mejorar la supervivencia de estos injertos mediante la manipulación del sistema inmunológico de los animales receptores. Un enfoque bajo el estudio actual es utilizar un régimen preparativo desarrollado en Stanford que incluye irradiación linfoide total (TLI) y suero antilinfocitos (ALS), que tanto en animales como en pacientes es muy bien tolerado y reduce la función inmune de modo que se impide el injerto de células extrañas. posible. Estamos explorando el impacto de TLI/ELA con y sin células T reguladoras y células NK-T en la supervivencia y el injerto de las ESC. El objetivo final es desarrollar enfoques que sean traducibles a la clínica para mejorar el injerto y la supervivencia de los tejidos ESC trasplantados. Hemos logrado un progreso excelente en el primer año de financiación y desarrollamos todas las líneas ESC necesarias que emiten luz y realizamos todos los experimentos de control que demuestran el rechazo inmunológico de las ESC. En los próximos 2 años estaremos bien posicionados para estudiar y desarrollar enfoques inmunológicos para mejorar la supervivencia de las células madre embrionarias.
Período de información:
Los estudiantes de Year 2
En esta propuesta se están realizando investigaciones para desarrollar enfoques clínicamente relevantes para reducir el riesgo de rechazo de células madre embrionarias (ESC) y sus productos celulares derivados. Hemos identificado que los CME se rechazan fácilmente en situaciones en las que no coinciden con el receptor, que es el escenario clínico para una intervención futura. Estamos explorando el papel de las células reguladoras inmunitarias naturales, como las células T reguladoras (Treg) y las células T asesinas naturales (NK-T), en la prevención del rechazo. Hemos descubierto que estas células por sí solas no son capaces de prevenir el rechazo, pero pueden usarse además de la irradiación linfoide total (TLI) para la prevención del rechazo de las ESC. Hemos observado que el uso de TLI más Treg es una estrategia eficaz y clínicamente relevante para la prevención del rechazo de ESC. Se están realizando estudios adicionales sobre el análisis de estrategias para prevenir el rechazo de células derivadas de ESC. En la eventual aplicación clínica de terapias basadas en ESC, es probable que la progenie diferenciada sea el producto celular más probable, ya que las ESC por sí solas se convierten en tumores llamados teratomas. Estamos investigando el uso de células endoteliales derivadas de ESC que podrían ser útiles para la revascularización, por ejemplo, después de un daño cardíaco. Estos estudios recién se están iniciando en el tercer año de esta propuesta. En resumen, las estrategias de regulación inmune son prometedoras para superar el rechazo de las ESC y su progenie derivada. Se espera que al finalizar esta propuesta hayamos investigado cómo la irradiación linfoide total en combinación con células Treg o NK-T se puede utilizar como estrategia para evitar el rechazo inmunológico.
Período de información:
Los estudiantes de Year 3
Hemos explorado el uso de estrategias clínicamente relevantes para promover el injerto de células madre embrionarias (ESC) y células diferenciadas derivadas de ESC. Un problema importante con el uso clínico planificado y futuro de las ESC, así como de la progenie diferenciada, es que es probable que sean rechazados por el sistema inmunológico del paciente. En nuestros estudios hemos utilizado dos enfoques que ya han sido probados en la clínica. Uno es el uso de irradiación corporal total y suero antitimocitos que hemos utilizado con éxito en cientos de pacientes con neoplasias hematológicas y con insuficiencia renal para promover el injerto de células hematopoyéticas derivadas del donante y, en algunos casos, con células hematopoyéticas y riñones combinados. trasplantes. Un segundo enfoque fue utilizar poblaciones de células T normales que, según nuestro grupo y otros, regulan las reacciones inmunitarias, denominadas células T reguladoras. En nuestros estudios en modelos murinos pudimos demostrar que tanto la irradiación linfoide total como el suero antitimocítico solo dieron como resultado el injerto de CME de un donante genéticamente diferente; sin embargo, estas células crecieron hasta convertirse en tumores llamados teratomas. Cuando utilizamos progenie diferenciada derivada de las ESC, que es mucho más similar a la situación clínica propuesta, la combinación de irradiación linfoide total y suero antitimocítico o irradiación linfoide total y células T reguladoras promovieron el injerto, mientras que estas estrategias por sí solas no lo hicieron. Estos estudios demuestran que utilizando estrategias clínicamente relevantes podemos promover el injerto de células diferenciadas derivadas de células madre embrionarias. Estos hallazgos podrían tener gran relevancia a medida que estas terapias se consideren para su aplicación clínica.
Período de información:
NCE
Hemos explorado el uso de estrategias clínicamente relevantes para promover el injerto de células madre embrionarias (ESC) y células diferenciadas derivadas de ESC. Un problema importante con el uso clínico planificado y futuro de las ESC, así como de la progenie diferenciada, es que es probable que sean rechazados por el sistema inmunológico del paciente. En nuestros estudios hemos utilizado dos enfoques que ya han sido probados en la clínica. Uno es el uso de irradiación corporal total y suero antitimocitos que hemos utilizado con éxito en cientos de pacientes con neoplasias hematológicas y con insuficiencia renal para promover el injerto de células hematopoyéticas derivadas del donante y, en algunos casos, con células hematopoyéticas y riñones combinados. trasplantes. Un segundo enfoque fue utilizar poblaciones de células T normales que, según nuestro grupo y otros, regulan las reacciones inmunitarias, denominadas células T reguladoras. En nuestros estudios en modelos murinos pudimos demostrar que tanto la irradiación linfoide total como el suero antitimocítico solo dieron como resultado el injerto de CME de un donante genéticamente diferente; sin embargo, estas células crecieron hasta convertirse en tumores llamados teratomas. Cuando utilizamos progenie diferenciada derivada de las ESC, que es mucho más similar a la situación clínica propuesta, la combinación de irradiación linfoide total y suero antitimocítico o irradiación linfoide total y células T reguladoras promovieron el injerto, mientras que estas estrategias por sí solas no lo hicieron. Estos estudios demuestran que utilizando estrategias clínicamente relevantes podemos promover el injerto de células diferenciadas derivadas de células madre embrionarias. Estos hallazgos podrían tener gran relevancia a medida que estas terapias se consideren para su aplicación clínica.
Detalles de la solicitud de subvención
Titulo de la aplicación:
Tolerancia inducida por células T reguladoras al trasplante de ESC
Resumen público:
Los objetivos de esta propuesta son utilizar poblaciones de células conocidas por controlar las reacciones inmunitarias denominadas células T reguladoras y estudiar su capacidad para proteger las células madre embrionarias (ESC) del rechazo inmunológico. Se ha aprendido mucho sobre el control de las reacciones inmunitarias y se ha descubierto que una variedad de factores diferentes controlan reacciones inmunitarias excesivas y, en ocasiones, dañinas. Claramente, la localización de las respuestas inmunes, el flujo sanguíneo y las citocinas o proteínas tanto proinflamatorias como antiinflamatorias desempeñan un papel importante en el control de las reacciones inmunes. Más recientemente se ha descubierto que existen poblaciones específicas de células T, denominadas células T reguladoras, que tienen la capacidad de suprimir reacciones inmunitarias que tienen un enorme potencial en la medicina clínica. En esta propuesta de subvención, dos grupos de investigación distintos con experiencia complementaria se unirán para estudiar este importante problema. El laboratorio de [ELIMINADO] ha estudiado la biología de las células T reguladoras en el contexto del trasplante de médula ósea y ha trasladado los hallazgos clave a la clínica. El laboratorio de [ELIMINADO] ha estudiado la biología de las ESC y ha demostrado que las ESC serán rechazadas en modelos animales. Los objetivos de esta investigación son explorar la actividad biológica de dos poblaciones distintas de células T reguladoras en el control del rechazo de las ESC y desarrollar estrategias que podrían trasladarse directamente a la clínica y que sean capaces de mejorar la supervivencia de las ESC y las células maduras derivadas de las ESC en animales vivos. Estos estudios se realizarán principalmente en animales debido a la complejidad del estudio de las reacciones inmunes y la necesidad de estudiar estas reacciones biológicas complejas en animales vivos, pero podrían aplicarse directamente a los humanos. [ELIMINADO] ya ha establecido principios para traducir los conceptos de células T reguladoras a la clínica y tiene varios ensayos clínicos en curso en el contexto del trasplante de médula ósea para explorar la función biológica de las células T reguladoras altamente purificadas. Por lo tanto, los resultados obtenidos de los estudios propuestos en esta solicitud tienen como objetivo demostrar la actividad biológica de los mecanismos reguladores inmunes en el rechazo de las ESC, así como la progenie madura derivada de poblaciones de ESC y desarrollar estrategias que sean directamente aplicables a la condición humana.
Declaración de beneficio para California:
Esta investigación beneficiará directamente a los residentes de California pero, como toda investigación, también se extenderá a individuos y corporaciones fuera del estado. El objetivo de esta investigación es desarrollar estrategias clínicamente aplicables para mejorar el injerto y la supervivencia de células madre embrionarias trasplantadas y poblaciones de células maduras diferenciadas derivadas de estas poblaciones de células inmaduras de importancia crítica. Los estudios propuestos aquí proporcionarán información importante sobre el desarrollo de ensayos clínicos que superarán el principal problema del rechazo de estas poblaciones de células, que debe resolverse antes de que esta investigación de importancia crítica pueda obtener beneficios clínicos. Los conocimientos adquiridos aquí podrían ser de valor crítico cuando las estrategias traslacionales basadas en ESC estén listas para la exploración clínica. Los estudios propuestos en esta solicitud de subvención utilizan principios que están a la vanguardia de la investigación inmunológica y también son directamente aplicables a la clínica. Es importante destacar que las estrategias que se emplearán en estos estudios se están explorando en ensayos clínicos de trasplante de médula ósea en un esfuerzo por reducir el riesgo de enfermedad de injerto contra huésped y también para inducir tolerancia al trasplante de órganos. Estos ensayos clínicos se están realizando en [ELIMINADO] ubicado en [ELIMINADO], que sirve como un rico recurso para atención médica avanzada en [ELIMINADO] y más allá. Por lo tanto, muchos de los conceptos desarrollados en los estudios propuestos en esta solicitud de subvención se aplicarán directamente para mejorar la actividad biológica y la supervivencia de poblaciones de células madre embrionarias trasplantadas y células y tejidos derivados para mejorar su función en situaciones clínicas. Estos estudios se realizarán eventualmente en hospitales del estado de California, lo que será de valor directo para los residentes de este estado y también podría atraer a otras personas a California para los tratamientos propuestos que mejorarían la reputación, los ingresos y la salud general de los residentes de California. , así como personas más allá. Además, muchos de los reactivos, herramientas y equipos que se utilizarán en estos estudios y, eventualmente, en la traducción de estos conceptos están en desarrollo por empresas ubicadas en el estado de California.
