Editarea genelor nu reușește să protejeze transplanturile de celule beta de respingere
În cazul persoanelor cu diabet de tip 1, sistemul imunitar distruge în mod eronat celulele beta pancreatice responsabile pentru producerea insulinei. Acest lucru determină pacienții să necesite terapie cu insulină pe întreaga durată a vieții pentru a-și reglementa nivelurile de glucoză din sânge.
Transplantarea de celule beta sănătoase ar putea restabili capacitatea organismului de a produce insulină. Totuși, sistemul imunitar al receptorului poate recunoaște rapid și distruge celulele transplantate. Deși medicamentele imunosupresoare pot reduce această respingere, utilizarea lor pe termen lung crește riscul de complicații grave, inclusiv infecții și anumite tipuri de cancer.
O echipă de cercetători de la Universitatea Koç a investigat dacă editarea genelor ar putea face celulele beta transplantate mai rezistente la atacurile imune. Studiul s-a concentrat pe două gene, RNLS și HIVEP2, care au fost identificate în cercetări anterioare ca fiind posibile ținte pentru protejarea celulelor beta de distrugerea autoimună.
Cercetarea a fost realizată de İsmail Can Karaoğlu, Arda Odabaș, Prof. Dr. Tamer Önder și Prof. Dr. Seda Kızılel de la Departamentul de Inginerie Chimică și Biologică al Universității Koç, Școala de Medicină și Centrul de Cercetare pentru Medicină Translațională.
Folosind tehnologia de editare a genelor CRISPR-Cas9, cercetătorii au dezactivat separat RNLS și HIVEP2 în linii de celule beta de șoarece și umane. Apoi, celulele editate au fost asamblate în clustere uniforme, tridimensionale, cunoscute sub numele de sfere de celule beta. Aceste structuri se aseamănă mai mult cu organizarea celulară a insulelor pancreatice decât culturile celulare convenționale bidimensionale.
Înainte de transplantare, echipa a testat dacă modificările genetice au afectat capacitatea celulelor de a răspunde la glucoză și de a produce insulină. Dezactivarea HIVEP2 nu a modificat semnificativ funcția celulelor beta, în timp ce pierderea RNLS a dus la o reducere modestă a secreției de insulină stimulată de glucoză în celulele de șoarece.
Ulterior, sferele de celule beta editate au fost transplantate sub pielea șoarecilor imunocompetenți. Celulele derivate din șoareci au fost utilizate pentru a modela respingerea între indivizi genetic diferiți din aceeași specie, în timp ce celulele umane au fost folosite pentru a examina respingerea între specii diferite.
Cercetătorii au monitorizat celulele transplantate folosind imagistica bioluminiscentă. Nici dezactivarea RNLS, nici a HIVEP2 nu a prelungit supraviețuirea grefelor. Celulele editate au fost respinse la rate similare cu cele ale celulelor de control needitate. Grefele de celule beta umane au fost eliminate mai rapid decât cele de șoarece, dar ambele au fost, în cele din urmă, eliminate de sistemul imunitar, indiferent de genele dezactivate.
Aceste descoperiri demonstrează că perturbarea fiecărei gene, RNLS sau HIVEP2, nu este suficientă pentru a proteja grefele de celule beta de multiplele mecanisme imune implicate în respingerea transplantului. Deși aceste gene pot influența anumite căi autoimune sau de stres celular, țintirea unei singure gene nu oferă o protecție extinsă împotriva răspunsurilor imune alogene sau între specii.
Prin stabilirea limitărilor acestor două ținte, studiul ajută la restrângerea căutării unor abordări mai eficiente. Cercetătorii sugerează că o protecție durabilă ar putea necesita combinații de modificări genetice sau integrarea editării genelor cu biomateriale imunosupresoare.
Astfel de strategii ar putea contribui, în cele din urmă, la dezvoltarea unor terapii de înlocuire a celulelor beta care să restabilească producția de insulină, reducând sau eliminând necesitatea unei medicații imunosupresoare pe termen lung.
