Pablo A. Ramirez1, Michael Rettig1, Matthew Holt2, Julie Ritchey2, John F. DiPersio1
1Internal Medicine, Washington Univ. in St. Louis, Saint Louis, MO, USA
2Department of Medicine, Siteman Cancer Center, Washington University School of Medicine, Saint Louis, MO, USA
Tóm tắt
Tóm tắt
Nền tảng: Các tế bào gốc huyết học (HSC) tương tác với các tế bào nhu mô, tế bào vỏ xương và các protein ma trận trong môi trường huyết học. Sự tương tác này đóng vai trò quan trọng trong việc di chuyển, tăng sinh và biệt hóa của HSC. Nhiều dữ liệu đáng kể hỗ trợ vai trò của cả hai trục SDF-1/CXCR4 và VCAM1-VLA-4 trong việc định vị và điều động tế bào gốc. Hai báo cáo gần đây cho thấy Natalizumab, một kháng thể đơn dòng chống VLA-4 được sử dụng trong điều trị bệnh đa xơ cứng, gây ra sự di động của HSC CD34+ trong vài ngày. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã kiểm tra độ đặc hiệu và hiệu quả của một chất ức chế phân tử nhỏ VLA-4 mới, AMD15057, trong các nghiên cứu tiền lâm sàng trên chuột về việc điều động HSC bình thường.
Phương pháp: Các thử nghiệm bám dính fibronectin được thực hiện bằng cách sử dụng tế bào Jurkat để kiểm tra độ đặc hiệu của AMD15057. Các đĩa 96 giếng được phủ bằng fibronectin hoặc BSA và sự ức chế bám dính của tế bào Jurkat (VLA-4 +) bởi AMD15057 được xác định trong điều kiện có hoặc không có kích hoạt PMA. Để đánh giá sự điều động của các tế bào gốc HSC, chuột 129/B6 F1 (8 tuần tuổi, n=6 mỗi nhóm, 3 thí nghiệm) được để không điều trị (không di động) hoặc điều trị bằng AMD15057 (0.1, 1, 3 mg/kg tiêm tĩnh mạch hoặc 3, 5, 7 mg/kg tiêm dưới da), AMD3100 (1, 3 mg/kg tiêm tĩnh mạch hoặc 1, 3, 5 mg/kg tiêm dưới da), G-CSF (250 mg/kg/ngày × 5 ngày) hoặc các sự kết hợp. Tổng số bạch cầu và CFU-GM được xác định tại các thời điểm khác nhau cho mỗi chế độ điều động. Đối với các thử nghiệm tái lập lâu dài (LTRC), các tế bào PBMC từ 3 chuột Ly5.2+ không di động hoặc di động (700uL PB mỗi con) được gộp lại, trộn với 5×105 tế bào đơn nhân tủy sống Ly5.1+ (MNC) (tỷ lệ 3:1) và được tiêm vào các chuột nhận đồng hợp tử Ly5.1+/Ly5.2+ đã được chiếu xạ chết người. Tình trạng chimerism được đánh giá hàng tháng trong 6 tháng bằng phương pháp dòng tế bào. Các cấy ghép thứ cấp để đánh giá sự hoạt động tái lập lâu dài được thực hiện bằng cách tiêm vào các cá thể đồng hợp tử đã được chiếu xạ 106 MNC tủy sống gộp từ các chuột nhận ban đầu.
Kết quả: Sự bám dính của các tế bào Jurkat chưa điều trị và đã điều trị PMA vào các giếng được phủ fibronectin giảm lần lượt là 62% (3.2 SD) và 69% (3.4 SD) (p<0.001) khi có sự bổ sung 1ug/ml AMD15057 so với nhóm kiểm soát. Trong cơ thể, việc tiêm AMD15057 một lần qua đường tĩnh mạch hoặc dưới da dẫn đến sự điều động tối đa của CFU-GM trong khoảng thời gian 0.5–0.75 giờ. Hiệu ứng này phụ thuộc vào liều lượng cho cả hai đường tiêm. Sự điều động tối đa và tương đương (13 lần tĩnh mạch; 9 lần dưới da, pNS) và động học của sự điều động HSC chuột thấy ở chuột nhận 1mg/kg tiêm tĩnh mạch và 5mg/kg tiêm dưới da AMD15057. Ngược lại, việc tiêm AMD3100 (3mg/kg liều tối ưu) dẫn đến sự điều động đỉnh nhanh hơn (10 lần) trong <1 giờ so với điều động đỉnh sau 3 giờ (20 lần) sau khi tiêm dưới da (5mg/kg liều tối ưu). Sự kết hợp của AMD15057 (1mg/kg tiêm tĩnh mạch) với AMD3100 (5mg/kg tiêm dưới da) dẫn đến sự di động tương hỗ của CFU-GM (60 lần) khi so với từng tác nhân riêng biệt (p<0.01). Thêm vào đó, khi AMD3100 và AMD15057 được tiêm cho chuột sau 5 ngày điều động bằng G-CSF (17 lần), một sự điều động nhanh và đảo ngược đáng kể của CFU-GM đã được quan sát (200 lần), cao hơn đáng kể so với G-CSF+AMD3100 (90 lần) và G-CSF+AMD15057 (90 lần). Các thử nghiệm LTRC xác nhận rằng cả AMD3100 và AMD15057 đều gây ra sự điều động nhanh chóng của tế bào phục hồi ngắn và dài hạn và rằng hiệu ứng này là cộng hưởng khi cả hai tác nhân được đồng tiêm và vượt quá mức LTRC thấy sau khi điều động bằng G-CSF. Các cấy ghép thứ cấp xác nhận khả năng phục hồi lâu dài của HSC được điều động bằng AMD15057.
Kết luận: Trục VCAM1/VLA-4 liên quan đến việc vận chuyển HSC. AMD15057 có hiệu quả trong việc chặn tương tác giữa VLA4 và ligand của nó là fibronectin. AMD15057 gây ra sự điều động nhanh chóng và đảo ngược của các tiền thân bình thường và HSC có khả năng phục hồi lâu dài. Cuối cùng, một hiệu ứng cộng hưởng đáng kể được quan sát khi AMD15057 được kết hợp với AMD3100, G-CSF và sự kết hợp này. Kết quả nghiên cứu cung cấp một nền tảng khả thi cho việc thay thế G-CSF bằng các chất ức chế phân tử nhỏ của CXCR4 và VLA-4 để điều động HSC nhanh chóng và đảo ngược ở người.
