Christine Jeanblanc1, Evan J Colletti2, Christopher D Porada2, Graca Almeida-Porada2, Esmail Zanjani2
1Animal Biotechnology, University of Nevada, Reno, Reno, NV
2Animal Biotechnology, University of Nevada, Reno, Reno, NV, USA
Tóm tắt
Tóm tắt
Nhiều rối loạn di truyền phổ biến nhất hiện nay có thể điều trị bằng IUHSCT. IUHSCT không yêu cầu phải điều trị tủy sống, loại bỏ các rủi ro liên quan đến thủ tục này. Hơn nữa, việc thực hiện IUHSCT trong giai đoạn tiền miễn dịch giúp loại bỏ phản ứng miễn dịch của người nhận như một rào cản cho sự ghép thành công. Thật không may, mặc dù đã có nhiều thử nghiệm lâm sàng trong hai mươi năm qua cho nhiều loại rối loạn, IUHSCT chỉ thành công trong việc điều trị SCID, cho thấy cần hiểu rõ hơn về các yếu tố điều chỉnh sự ghép sau IUHSCT. Chúng tôi giả thuyết rằng sự thành công của IUHSCT phụ thuộc vào: 1) độ trưởng thành/sự tiếp nhận của khoang tủy (BM) tại thời điểm ghép; 2) mức độ tương thích MHC giữa người cho và người nhận; và 3) nguồn gốc tế bào gốc của người cho. Để kiểm tra giả thuyết của mình, chúng tôi bắt đầu bằng cách thực hiện phân tích đồng vị trong các xương của cừu thai vào các ngày thai kỳ 30–145, sử dụng cừu làm mô hình dựa trên sự tương đồng về miễn dịch, sinh lý và phát triển với thai nhi người. Các phân tích này cho thấy rằng môi trường vi mô của tủy bắt đầu phát triển với việc hình thành khoang mạch, bắt đầu từ ngày thứ 40 của thai kỳ. Ngược lại, khoang xương, được biết đến là quan trọng cho sự ghép và duy trì tế bào gốc nguyên thủy, chỉ bắt đầu phát triển vào khoảng ngày 51 của thai kỳ và không đạt được sự trưởng thành cho đến ngày 65. Những phát hiện này cho thấy rằng để đạt được mức độ ghép tối đa sau IUHSCT, việc ghép nên được thực hiện vào ngày thai 65 trở đi, để đảm bảo rằng khoang xương quan trọng đã phát triển hoàn toàn. Thật không may, khả năng miễn dịch một phần cũng đạt được vào khoảng ngày 65, cho thấy rằng sự tương thích miễn dịch giữa người cho và người nhận cũng cần được giải quyết để tối đa hóa tỉ lệ ghép. Vấn đề này đã được giải quyết bằng cách ghép các bào thai cừu 65 ngày tuổi (n=21) với các tế bào CD34+ đã chuyển gen eGFP phân lập từ những người cho BM và máu cuống rốn (CB) có liên quan và không có liên quan và so sánh mức độ ghép. Đếm tế bào, PCR và phân tích dòng chảy sau 63 ngày IUHSCT cho thấy rằng tỷ lệ ghép của các tế bào gốc CB liên quan gần gấp đôi so với tỷ lệ ghép của các tế bào gốc CB không có liên quan trong BM (1.7% so với 0.86%) và cao hơn hơn 4 lần trong PB (2.77% so với 0.66%). Tuy nhiên, một điểm thú vị là không có sự khác biệt đáng kể giữa tỷ lệ ghép giữa các tế bào gốc BM liên quan và không có liên quan (1.77% so với 1.88%). Chúng tôi cho rằng một mức độ tương thích MHC cao hơn có thể giải thích cho tỷ lệ ghép cao hơn thấy được ở tế bào gốc CB liên quan so với không có liên quan. Điều này đã được xác nhận thực nghiệm bằng cách thực hiện phân tích loại hình MHC microsatellite dựa trên PCR ở 12 loci MHC đã chọn trên các tế bào CB của người cho và trên các tế bào của người nhận lấy từ dịch ối. Tất cả các động vật liên quan của người cho/người nhận đều chứng minh 5–7 lần khớp hoàn hảo và 1–6 lần khớp nửa ở 12 loci MHC. Ngược lại, các động vật không liên quan cho/nhận chỉ cho thấy 1–2 lần khớp hoàn hảo và 4–6 lần khớp nửa tại các loci này. Để đánh giá tác động của nguồn gốc tế bào gốc đến kết quả IUHSCT, chúng tôi so sánh các động vật này mà không xem xét mối quan hệ giữa người cho và người nhận. Những phân tích này cho thấy rằng các tế bào gốc CB đã ghép vào PB ở mức độ gần gấp bốn lần so với các đối tác từ BM (2.75% so với 0.93%). Ngược lại, các tế bào gốc từ BM đã ghép trong tủy xương của người nhận ở mức cao hơn ba lần so với các tế bào gốc CB (0.66% so với 2.24%). Tập hợp lại, các kết quả này cho thấy tế bào gốc được ghép có xu hướng ghép tại vị trí nguồn gốc của chúng.
Kết luận, các dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng: 1) trì hoãn IUHSCT đến một thời điểm trong thai kỳ khi các khoang xương và mạch của BM đã trưởng thành có khả năng cải thiện tỷ lệ ghép; 2) các tế bào gốc đã ghép có xu hướng ghép tại vị trí nguồn gốc của chúng; và 3) mức độ khớp MHC cao hơn giữa người cho/nhận tế bào CB gấp đôi tỷ lệ ghép thu được sau IUHSCT, nhưng dường như không ảnh hưởng đến tỷ lệ ghép của các tế bào gốc từ BM. Bằng cách đồng thời giải quyết các vấn đề này, chúng tôi kỳ vọng rằng có thể đạt được các mức độ ghép tế bào gốc điều trị trước khi sinh, từ đó thiết lập các phương pháp điều trị dựa vào IUHSCT có hiệu quả và tin cậy cho nhiều loại rối loạn di truyền.
