Lyver kvalitetssikring af nye stamceller:Makrofager foretager undersøgelsen

Ved hjælp af levende billeddannelse og cellulær stregkodning har forskere i stamcelleprogrammet på Boston Children's Hospital fået et glimt af, hvordan nye stamceller - i dette tilfælde blodstamceller - undersøges for kvalitet kort efter, de er født. Undersøgelsen, som kan have konsekvenser for cancer og regenerativ medicin, blev offentliggjort den 22. september i tidsskriftet Science .

Ledet af Sam Wattrus, en ph.d. kandidat i laboratoriet hos Leonard Zon, MD, brugte forskerne en zebrafiskmodel til at observere stamcelleudvikling. Når en stamcelle bliver født, fandt de ud af, at den rejser til et særligt sted, hvor immunceller kendt som makrofager kommer i intim fysisk kontakt med hver celle.

Det er, når kontrollen finder sted:Celler, der viser tegn på stress (med høje niveauer af giftige molekyler kendt som reaktive oxygenarter) blev opslugt og spist af makrofagerne, fandt holdet. I modsætning hertil fik tilsyneladende sunde stamceller lov til at leve og blev selektivt amplificeret.

"Når en makrofag interagerer med celler, tager den en enorm mængde biologisk information," siger Wattrus. "Det, vi ser, er, at celler, der har høj stress, elimineres, og dem med lav stress deler sig selektivt."

Ved at udforske yderligere viste Wattrus og kolleger, at de stressede stamceller bar en specifik markør på deres overflade, et protein kendt som calreticulin, der fungerer som et "spis mig"-signal. Stamceller, der manglede calreticulin, eller kun havde små mængder af det, blev ikke spist og så ud til at blive tilskyndet til at udvide sig. Makrofagerne så ud til at fjerne noget materiale fra dem, og stamcellerne fortsatte med at formere sig efter mødet.

"Ved at bruge cellulær stregkodning kan vi måle antallet af kloner (særskilte cellepopulationer) efter interaktionen sker," uddyber Zon, som også er tilknyttet afdelingen for hæmatologi/onkologi og er en Howard Hughes Medical Institute Investigator. "Hvis en makrofag ikke kan lide en stamcelle, vil den klon ikke bidrage til stamcellepuljen."

Potentielle implikationer for kræft, regenerativ medicin

Holdet observerede også lignende makrofag-stamcelle-interaktioner i embryonale mus. Zon mener, at denne QA-proces kan føre til nye tilgange til kræft og regenerativ medicin, og han forfølger i øjeblikket begge muligheder i sit laboratorium.

"Du ville grundlæggende lære stamcellerne at være attraktive eller frastødende for makrofager med små molekyler eller andre målrettede terapier," siger han.

Det er kendt i kræftverdenen, at kræftceller kan spire "spiser mig ikke"-signaler for at undgå angreb fra vores immunsystem, og der er stor interesse i at blokere disse signaler med antistoffer for at overliste kræften. Men Zon er mere interesseret i "spis mig"-signalerne, og om de kan introduceres i præcancerceller eller kræftceller for at tilskynde makrofager til at ødelægge dem.

Sådanne tilgange kunne potentielt bruges i præ-cancerøse tilstande som klonal hæmatopoiese og myelodysplasi, præget af slyngelstater af blodstamceller, eller ved leukæmi og andre blodkræftformer.

"Der kan være en måde at bruge et lille molekyle til at stresse cellen, hvilket fører til overfladecalreticulin, der får de fornærmende kloner til at blive spist," spekulerer Zon.

Han forestiller sig den modsatte tilgang i vævsregenerering, hvor stamcellemarkører kunne manipuleres for at tilskynde makrofager til at optimere stamcellepuljen til cellebaserede terapier. Selvom denne undersøgelse var fokuseret på blodstamceller, mener Zon, at det er sandsynligt, at andre stamcellepopulationer er udsat for en lignende QA-proces.

Hvis det er tilfældet, kan der være store potentielle konsekvenser for livslang sundhed. "Din stamcellepulje er for det meste lavet under embryonal udvikling," bemærker Zon. "Interaktioner, der sker her, bestemmer, hvilke stamceller der skal bruges i voksenalderen." + Udforsk yderligere

Undersøgelse viser, at ACKR1 ikke udtrykkes på monocytter og makrofager på trods af tidligere konklusioner