Mechanizmy regeneracji komórek śródbłonka po przeszczepieniu szpiku opisali naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Wyniki ich badań mogą pomóc w opracowaniu nowych terapii.
Transplantacja szpiku kostnego to obecnie najskuteczniejsza metoda leczenia białaczki. Przeszczepiony zdrowy szpik jest w stanie odtworzyć tkanki krwiotwórcze w organizmie chorego. Zabieg transplantacji wymaga kondycjonowania biorcy. Polega ono na podawaniu biorcy tak dużych dawek chemioterapeutyków lub skojarzonej chemioterapii z radioterapią, aby wywołać nieodwracalne zniszczenie szpiku kostnego. Chodzi o zniszczenie nie tylko komórek nowotworowych, lecz także limfocytów biorcy szpiku, które mogłyby spowodować odrzucenie przeszczepu. To pierwszy etap transplantacji.
Kondycjonowanie jest procesem wysoce agresywnym, w trakcie którego dochodzi do uszkodzenia niszy śródbłonkowej w szpiku kostnym. Nisza ta jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania krwiotwórczych komórek macierzystych i wymaga szybkiej regeneracji. Naukowcy z Pracowni Biologii Komórek Macierzystych na Wydziale Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego opisali właśnie mechanizmy regeneracji śródbłonka po kondycjonowaniu i przeszczepieniu szpiku kostnego.
Badacze wykorzystali sekwencjonowanie RNA pojedynczych komórek (scRNA-seq), zbadali różnorodność komórek śródbłonka i zidentyfikowali potencjalne populacje progenitorowe. Sięgnęli w tym celu do publicznie dostępnego atlasu regeneracji komórek śródbłonka. Natomiast, aby ocenić funkcjonalny potencjał śródbłonka szpiku kostnego, opracowali nowe metody do oceny klonogenności pojedynczych komórek śródbłonka. Dzięki temu odkryli, że ok. 25% komórek śródbłonka może ponownie wejść w cykl komórkowy i proliferować.
Jak tłumaczy dr Krzysztof Szade, jeden z członków zespołu badawczego, aby ocenić klonalność regeneracji in vivo, użyto tzw. tęczowych myszy. Dzięki temu modelowi, na podstawie dziedziczenia przez potomne komórki ekspresji jednego z kliku przypadkowo przypisanych białek fluorescencyjnych, można zrozumieć komórkowe mechanizmy odpowiedzialne za regenerację tkanek.
W ramach prac powstał także model oparty na teorii grafów i sieciach neuronowych, który w sposób ilościowy opisuje regenerację śródbłonka. Pozwolił on wykazać, że komórki śródbłonka szpiku kostnego wykazują niezwykłą plastyczność w warunkach stresu – znacznie większą, niż dotychczas sądzono.
Zrozumienie molekularnych mechanizmów tej plastyczności może pomóc w opracowaniu terapii i poprawie regeneracji śródbłonka po przeszczepieniach szpiku – tłumaczy dr Krzysztof Szade.
Wyniki badań krakowskiego zespołu opublikowało czasopismo Cell Reports.
MK