Terapia cu celule stem ar putea necesita noi standarde de control al calității proteinelor
Standarde actuale de bună practică de fabricație (GMP) pentru terapiile cu celule evaluează identitatea, viabilitatea, sterilitatea și stabilitatea genetică.
În cazul produselor de vezicule extracelulare (EV), îndrumările MISEV2023 adaugă evaluări pentru dimensiunea particulelor, concentrație, markeri, morfologie, contaminanți, endotoxine și teste. Totuși, aceste verificări rareori evaluează homeostazia proteinelor în celulele donatoare. Pe parcursul expansiunii ex vivo, celulele stem pot acumula celule senescente care eliberează factori inflamatori și proteine deteriorate.
Celulele senescente arată o scădere a răspunsurilor de șoc termic, activității proteasomale și fluxului autophagic, reducând capacitatea de a gestiona proteinele malformate. Deoarece conținutul EV reflectă starea celulelor parentale, aceste deficiențe pot fi transmise celulelor receptor. Având în vedere aceste provocări, este necesară o cercetare mai profundă asupra controlului calității proteostatice în produsele derivate din celule stromale mezodermale (MSC) și celule stem pluripotente induse (iPSC).
O revizuire publicată în Regenesis Repair Rehabilitation examinează stresul proteotoxic în terapiile cu celule stem. Autorii se concentrează pe senescență, conținutul EV și dismutaza superoxidică 1 (SOD1), afirmând că controlul calității proteinelor în celulele donatoare nu este evaluat în mod obișnuit de standardele de eliberare actuale.
Revizuirea detaliază modul în care expansiunea ex vivo determină senescența, marcată de creșterea activității p16/p21, a β-galactozidazei asociate senescenței (SA-β-Gal), daunele persistente ale ADN-ului și un fenotip secretor asociat senescenței (SASP). În celulele stromale mezodermale (MSCs), celulele din pasaje timpurii generează un răspuns de șoc termic prin factorul de șoc termic 1 (HSF1) și proteina de șoc termic de 70 kDa (Hsp70); celulele senescente pierd această protecție pe măsură ce activitatea HSF1 scade și genele responsabile de răspunsul la stres sunt supresate epigenetic.
În celulele stem neuronale (NSCs), SOD1 uman de tip sălbatic devine modificat oxidativ odată cu trecerea timpului, alături de creșterea nivelului de p53, activitatea SA-β-Gal și translocarea proteinei de grup înalt de mobilitate 1 (HMGB1) în citoplasmă. SOD1 oxidat promovează formarea veziculelor derivate din mitocondrii (MDV); aceste EV transportă SOD1 oxidat și biomarkeri ai îmbătrânirii, declanșând disfuncția mitocondrială și senescența secundară în celulele receptor.
Screeningul CRISPR-Cas9 în NSCs îmbătrânite a identificat 24 de knock-out-uri genice, inclusiv B3galnt2 și CDKN1A (care codifică p21), legând controlul calității proteinelor și modificările post-translaționale de procesul de îmbătrânire. Conținutul EV reflectă starea celulelor parentale, iar SOD1 malformat, proteina de legare a ADN-ului cu element de răspuns la trans-activare (TAR) și α-sinucleină pot iniția agregarea în celulele receptor. Activitatea proteasomală scade, iar fluxul autophagic devine disfuncțional în celulele stem senescente.
Autorii sugerează că domeniul ar trebui să trateze fitnessul proteostatic ca o caracteristică critică pentru eliberare, nu ca o notă de cercetare. Ei afirmă că un produs poate trece testele de identitate, viabilitate și sterilitate, dar să poarte totuși un defect în gestionarea proteinelor care devine evident doar după transplant. Screeningul senescenței și profilarea conținutului EV ar putea ajuta producătorii să aleagă celule donatoare mai sănătoase, să reducă variabilitatea între loturi și să prevină răspândirea speciilor proteotoxice către pacienți.
Este important ca pragurile să fie armonizate, iar sanitizarea pe bază de peptide necesită încă teste de siguranță și scalabilitate. Cadrele propuse includ selecția sursei celulare, praguri cantitative pentru senescență și profilarea proteomică a conținutului EV. Pentru aplicații neurodegenerative, teste pentru SOD1 malformat sau oxidat ar putea servi ca criterii de excludere.
Sanitizarea conținutului înainte de transplant cu peptidele CT4 a redus povara spinală a SOD1 cu mai mult de 50% în 48 de ore și a extins supraviețuirea în șoarecii SOD1G93A, însă fezabilitatea, costul, scalabilitatea, imunogenitatea și efectele off-target rămân nerezolvate. Dacă aceste măsuri sunt validate în produsele MSC și iPSC, ele ar putea îmbunătăți terapiile pentru boala acută a grefei împotriva gazdei (aGVHD), repararea cardiacă, leziunile ortopedice, bolile renale și scleroza laterală amiotrofă (ALS). Se solicită o armonizare multi-site înainte de stabilirea unor criterii universale de eliberare.
