Membudidayakan sel punca di laboratorium akan mengatasi penolakan kekebalan tubuh terhadap organ

Sebuah studi oleh para peneliti di University of Texas Southwestern Medical Center, yang baru saja diterbitkan oleh Cell Press dalam jurnal Cell Stem Cell, dapat membantu mengembangkan strategi terapi yang lebih menjanjikan untuk transplantasi sel induk hematopoietik. Pra-budidaya sel-sel ini di laboratorium selama sekitar seminggu dapat membantu mengatasi salah satu kendala tersulit untuk keberhasilan transplantasi: penolakan imun.

Sel induk hematopoietik (HSC) adalah sel yang menghasilkan semua jenis sel darah. Transplantasi sel hematopoietik digunakan untuk mengobati leukemia, limfoma, dan kanker lainnya, serta penyakit autoimun.

Sumsum tulang. Mikrograf cahaya sel induk yang menghasilkan sel darah. Sel darah putih berukuran besar dan berwarna ungu, sel darah merah berwarna pucat, dan trombosit adalah butiran kecil berwarna ungu. Sel darah terus diproduksi di sumsum tulang karena masa hidupnya sangat pendek. Sel darah merah, trombosit, dan ketiga jenis sel darah putih (granulosit, limfosit, dan monosit) semuanya berasal dari satu sel leluhur, sel induk multipotensi. (Foto: Astrid & Hanns-Frieder Michler/Science Photo Library, P234/0030)

Namun, kurangnya pemahaman tentang interaksi antara sel punca hematopoietik dan sistem imun penerima sangat mempersulit penelitian sel punca dan pengembangan transplantasi praktis. Ada risiko signifikan bahwa sel yang ditransplantasikan tidak akan diterima oleh organisme inang, yaitu sel-sel baru akan ditolak oleh sistem imunnya. Di antara masalah utama transplantasi alogenik adalah rendahnya tingkat pencangkokan cangkokan donor dan tingginya risiko berkembangnya penyakit graft-versus-host yang mengancam jiwa. Transplantasi HSC alogenik yang dimurnikan mengurangi risiko yang terakhir, tetapi menyebabkan penurunan pencangkokan.

Meskipun para ilmuwan mengetahui beberapa alasan kegagalan tersebut, masih banyak pertanyaan yang belum terjawab. "Menyelesaikan masalah ini akan berkontribusi pada pemahaman imunologi sel punca hematopoietik dan sel punca lainnya dan akan secara signifikan memajukan transplantasi praktis," kata pemimpin studi Dr. Cheng Cheng Zhang.

Dr. Zhang dan rekan-rekannya telah menunjukkan bahwa sel punca hematopoietik (HSC) manusia dan tikus dapat berhasil ditumbuhkan di laboratorium dan kemudian digunakan untuk transplantasi. Pada saat yang sama, perubahan tertentu diamati pada banyak protein yang diekspresikan pada permukaan sel tersebut. Para ilmuwan tertarik pada apakah "pengalaman di luar tubuh" seperti itu juga dapat mengubah sifat fungsional HSC dan membuatnya lebih cocok untuk transplantasi.

Ahli transplantasi khususnya tertarik pada transplantasi alogenik yang relevan secara klinis, yaitu transplantasi antara individu yang berbeda secara genetik, termasuk saudara kandung dan pasangan donor/resipien yang tidak berhubungan. Kelompok Dr. Zhang mentransplantasikan HSC yang baru diisolasi dan yang tumbuh di laboratorium ke tikus dan menemukan bahwa sel yang telah berada di laboratorium selama sekitar seminggu secara signifikan lebih kecil kemungkinannya untuk mengganggu sistem kekebalan penerima. Sel induk hematopoietik tikus yang dikultur secara eks vivo berhasil melewati penghalang kompleks histokompatibilitas utama dan mengisi sumsum tulang tikus penerima alogenik. Dengan menggunakan kultur selama delapan hari, alograf dapat dicangkok hingga 40 kali lipat.

Para peneliti memutuskan untuk mempelajari mekanisme yang mendasari efek ini secara lebih rinci dan menemukan bahwa peningkatan jumlah HSC dan peningkatan yang diinduksi kultur dalam ekspresi penghambat sistem imun spesifik CD274 (B7-H1 atau PD-L1) pada permukaan sel berkontribusi terhadap peningkatan ini.

“Penelitian ini akan memberikan pandangan baru tentang imunologi sel punca hematopoietik dan sel punca lainnya, serta dapat mengarah pada pengembangan strategi baru untuk transplantasi alogenik yang berhasil,” simpul Dr. Zhang. “Kemampuan untuk memperbanyak HSC manusia donor dalam kultur dan mentransplantasikannya ke orang-orang yang secara genetik jauh dari donor, sekaligus menghindari perkembangan penyakit graft-versus-host, akan memecahkan masalah besar di bidang ini.”

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]