Apagar un solo gen conduce a una ganancia de aproximadamente tres a cinco veces en el rendimiento de los métodos de laboratorio para producir glóbulos rojos a partir de células madre, según un equipo multiinstitucional dirigido por investigadores de Dana-Farber / BostonChildren's Cancer and Blood Disorders Center. Estos hallazgos, publicados en Célula madre celular , sugiera una forma de fabricar de manera rentable glóbulos rojos a partir de células madre; los pacientes que podrían beneficiarse incluyen aquellos que no pueden usar sangre actualmente disponible en los bancos de sangre.
Investigaciones anteriores han demostrado que es posible usar varios métodos para forzar a diferentes tipos de células madre a producir glóbulos rojos de grado transfusional en un laboratorio, pero, a un costo entre $ 8,000 y $ 15,000 por unidad de sangre, los procesos soncaro. Este es el primer estudio que combina células madre, potentes herramientas de edición de genes y datos de estudios de asociación de todo el genoma GWAS.
El equipo de investigación detrás de Célula madre celular estudio, dirigido por el autor principal y el hematólogo pediátrico Dana-Farber / Boston Children's Vijay Sankaran, MD, PhD, se centró en su gen objetivo, llamado SH2B3, después de que los datos de GWAS revelaran variaciones naturales en la secuencia del gen que reducen suel resultado de la actividad aumenta la producción de glóbulos rojos.
"Hay una variación en SH2B3 que se encuentra en aproximadamente el 40 por ciento de las personas que conduce a un recuento de glóbulos rojos moderadamente más alto", dijo Sankaran. "Pero si se observa a personas con niveles realmente altos de glóbulos rojos, a menudo tienen mutaciones SH2B3 rarasEso nos dijo que aquí hay un objetivo en el que puede eliminar parcial o completamente su función como una forma de aumentar los glóbulos rojos de manera robusta.
"Hay muchos pacientes con tipos de sangre raros o trastornos sanguíneos que necesitan tipos de sangre muy específicos y no pueden aceptar la mayoría de la sangre donada", continuó Sankaran. "Además, hay pacientes para quienes existe la posibilidad de usar glóbulos rojos comouna forma de administrar terapias "
Sankaran y sus colaboradores, incluidos los primeros autores del estudio, Felix Giani, Claudia Fiorini, PhD y Aoi Wakabayashi de Dana-Farber / Boston Children's, querían ver si era posible usar SH2B3 como objetivo para aumentar genéticamenterendimiento de los procesos de producción de glóbulos rojos en el laboratorio en lugar de ajustar las células en cultivo mediante la adición de citocinas y otros factores. Para ello, primero utilizaron la interferencia de ARN ARNi, que silencia la expresión génica para rechazar SH2B3 en donacionescélulas madre adultas, humanas, formadoras de sangre células madre hematopoyéticas y células progenitoras, o HSPC y HSPC de sangre del cordón umbilical humano.
Los datos del equipo confirmaron que cerrar SH2B3 con ARNi sesga el perfil de producción de células de HSPC para favorecer a los glóbulos rojos. Las células madre de sangre adulta y de cordón umbilical tratadas con ARNi produjeron tres a cinco y cinco a siete veces más sangre rojacélulas que controles, respectivamente. Utilizando múltiples pruebas, el equipo descubrió que los glóbulos rojos producidos por RNAi eran esencialmente indistinguibles de las células de control.
Sankaran y su equipo reconocieron que su enfoque HSPC / RNAi sería muy difícil de escalar a un nivel que pudiera afectar la necesidad clínica de glóbulos rojos. Por lo tanto, en un conjunto separado de experimentos, utilizaron la edición de genes CRISPR para permanentementeapagó SH2B3 en las líneas de células madre embrionarias humanas hESC, que se pueden renovar fácilmente en un laboratorio. Luego trataron las células editadas con un cóctel de factores conocidos que estimulan la producción de células sanguíneas. En estas condiciones, los hESC editados produjeron tres vecesmás glóbulos rojos que controles. Nuevamente, el equipo no pudo encontrar diferencias significativas entre los glóbulos rojos de las células madre y los controles editados.
Sankaran cree que SH2B3 impone algún tipo de límite superior sobre la cantidad de precursores de glóbulos rojos que responden a los llamados para una mayor producción de glóbulos rojos.
"Este es un buen enfoque porque elimina los frenos que normalmente mantienen las células restringidas y limitan la cantidad de precursores de glóbulos rojos que responden a diferentes condiciones de laboratorio", explicó Sankaran.
Señala que, en su visión, las células madre editadas para mantener SH2B3 apagado se mantendrían en cultivo como una especie de iniciador celular y se utilizarían para producir glóbulos rojos para fines de tratamiento; las células madre editadas nunca se usarían directamentetratamiento.
También cree que con un mayor desarrollo, la combinación de CRISPR y hESCs podría aumentar los rendimientos y reducir los costos de producción de glóbulos rojos en el laboratorio al nivel en que la fabricación a escala comercial podría ser factible.
"Esto nos permite acercarnos al costo de las unidades de sangre derivadas de donantes normales", dijo. "Si podemos reducir los costos a aproximadamente $ 2,000 por unidad, ese es un costo razonable".
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Materiales proporcionados por Instituto del Cáncer Dana-Farber . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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