Похожая технология предоставлена в качестве медицинской услуги на нашей клинической базе кафедры экспериментальной медицины (CIRM) под руководством проф. Юрия Захарова, в Бангкоке.
Два ключевых подхода — гипоиммуногенные плюрипотентные стволовые клетки (ПСК) и гипоиммуногенные трупные островки — направлены на преодоление иммунного отторжения при трансплантации островков. Человеческие ПСК представляют собой универсальный источник инсулинпродуцирующих клеток, но иммунное отторжение остается серьезным препятствием. Недавние достижения в технологиях редактирования генов позволили модифицировать ПСК и трупные островки для снижения их иммуногенности. Эти клетки могут быть сконструированы таким образом, чтобы экспрессировать профили с отрицательным результатом на человеческий лейкоцитарный антиген (HLA), одновременно сверхэкспрессируя иммунорегуляторные факторы, такие как CD47, PD-L1 и HLA-G, чтобы избежать иммунного ответа Т-клеток и естественных киллеров (NK-клеток). Эти модификации направлены на создание готовых к применению клеточных терапий на основе островков, совместимых с широким кругом пациентов, потенциально устраняя необходимость в иммуносупрессантах.
Стратегии генной инженерии для разработки гипоиммуногенных клеток
| Тип клетки | Стратегия генной инженерии | Исход | Ссылка | |
|---|---|---|---|---|
| in vitro | In vivo | |||
| Уклонение CD8 + Т-клеток | ||||
| эмбриональных стволовых клеток человека | Нокдаун HLA-I с помощью siRNA и блокирование интрателями. | Снижение активности Т-клеток в периферических мононуклеарных клетках крови in vitro и in vivo после трансплантации в задние конечности иммунокомпетентных мышей.Длительное выживание в ксеногенных условиях (до 21 дня) наблюдалось у пяти и до 42 дней у двух из семи реципиентов. | – | [ 135 ] |
| hiPSCs | TAP2 KO от ZFNs | Сниженная активность CD8 + Т-клеток по отношению к производным миелоидным предшественникам и миелоидным клеткам в совместно культивируемой линии аллореактивных CD8 + Т-клеток. | – | [ 17 ] |
| эмбриональных стволовых клеток человека | B2M KO с помощью адресной доставки AAV | Снижение активности Т-клеток в экспериментах по совместному культивированию с периферическими мононуклеарными клетками крови. | – | [ 113 ] |
| эмбриональных стволовых клеток человека | B2M KO от TALENs | Снижение активности Т-клеток в экспериментах по совместному культивированию с периферическими мононуклеарными клетками крови. | Снижение инфильтрации Т- и NK-клеток через 2 дня после трансплантации в переднюю большеберцовую мышцу мышей. | [ 112 ] |
| эмбриональных стволовых клеток человека | B2M KO с помощью CRISPR/Cas9 | – | Полученные островки нормализуют гипергликемию и замедляют отторжение после трансплантации под капсулу почки у гуманизированных диабетических мышей. | [ 133 ] |
| Уклонение CD4 + Т-клеток | ||||
| hiPSCs | B2M и CIITA KO с помощью CRISPR/Cas9 | Сниженная активация Т-клеток, вызванная полученными кардиомиоцитами, в экспериментах по совместному культивированию с мононуклеарными клетками периферической крови. | – | [ 138 ] |
| hiPSCs | HLA-DR KO от TALENs | Снижение пролиферации CD4 + Т-клеток при совместном культивировании с полученными дендритными клетками. | – | [ 143 ] |
| hiPSCs | HLA-A , HLA-B и HLA-DR KO с помощью CRISPR/Cas9сохранение HLA-C | Снижение пролиферации CD4 + клеток и активации NK-клеток. | – | [ 118 ] |
| Уклонение NK-клеток | ||||
| эмбриональных стволовых клеток человека | HLA-G OE, вызванный транспозоном piggyBac | Снижение пролиферации Т-клеток и лизиса NK-клетками эмбриональных стволовых клеток человека и полученных из них эпидермальных предшественников. | – | [ 120 ] |
| эмбриональных стволовых клеток человека | B2M KOВстраивание HLA-G1 в локус B2M | Снижение цитотоксичности Т-клеток, а также активации и цитотоксичности NK-клеток в отношении полученных кардиомиоцитов. | Снижение инфильтрации NK-клеток через 20 дней после подкожной трансплантации у гуманизированных мышей. | [ 116 ] |
| hPSCs | B2M KOВстраивание гена HLA-E с помощью AAV в локус B2M | Уклонение от воздействия CD8 + Т-клеток уменьшило лизис NK-клетками производных CD45 + гематопоэтических клеток. | Повышенная выживаемость полученных гемопоэтических клеток CD45 + в течение 3 дней у иммунодефицитных мышей, которым вводили NK-клетки. | [ 132 ] |
| hiPSCs | Нокаут генов HLA-A , HLA-B и CIITA с помощью CRISPR/Cas9сохранение HLA-C | Уклонение от цитотоксичности CD8 + Т-клеток и лизиса NK-клетками полученных CD43 + клеток крови и кардиомиоцитовУклонение CD4 + Т-клеток от распознавания CD43 + клеток крови, полученных из клеток крови с дефицитом CIITA | Улучшенная выживаемость полученных CD43 + клеток крови в течение 7 дней у иммунодефицитных мышей, получавших добавки либо реактивных Т-клеток, либо NK-клеток. | [ 114 ] |
| индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека (hiPSC) и миопсекомальные плюрипотентные стволовые клетки человека (miPSC) | B2M и CIITA KO с помощью CRISPR/Cas9CD47 OE от LV | Уклонение от активации NK-клеток и уничтожение клеток PSC, а также полученных из них эндотелиальных и кардиомиоцитов. | Длительное сохранение тератомы в течение до 50 дней, снижение инфильтрации иммунных клеток и клиренс NK-клеток у аллогенных хозяев. | [ 40 ] |
| Иммунная толерантность | ||||
| эмбриональных стволовых клеток человека | CTLA4-Ig, PD-L1 OE через HR в локусе HPRT с помощью BAC | – | Увеличение размера тератомы и уменьшение инфильтрации Т-клеток CD4 + и CD8 + через 6 недель после трансплантации модифицированных эмбриональных стволовых клеток человека (hESC) и полученных из них фибробластов и кардиомиоцитов гуманизированным мышам.Усиленная инфильтрация Т-регуляторных клеток, секретирующих иммуносупрессивные цитокины испособствовать локальной иммунной защите совместно пересаженных трансплантатов | [ 126 ] |
| эмбриональных стволовых клеток человека | IL-2 (N88D), IL-10, TGF-β OE | Длительное сохранение жизнеспособности полученных бета-клеток в течение до 9 недель после трансплантации под капсулу почки у мышей с аутоиммунным диабетом и нормализация гипергликемии | – | [ 133 ] |
| эмбриональные стволовые клетки мыши и эмбриональные стволовые клетки человека | PD-L1, CD200, CD47, HLA-G/H2-M3, FASL, SERPINB9, CCL21, MFGE8 OE с помощью транспозонов piggyBac и Sleeping Beautyпредохранительный выключатель HSV-TK | Снижена активация периферических мононуклеарных клеток крови, моноцитов, дендритных клеток и NK-клеток в отношении клеток пигментного эпителия сетчатки, полученных из эмбриональных стволовых клеток человека. | Длительное выживание эмбриональных стволовых клеток мыши (mESC) до 17 дней и тератом до 9 месяцев после подкожной инъекции в область шеи или бока у различных аллогенных хозяев.Эктопически трансплантированные покрытые оболочкой мышиные эмбриональные стволовые клетки обеспечивали локальную иммунную толерантность к совместно трансплантированным ксеногенным человеческим эмбриональным стволовым клеткам в течение до 8 месяцев и аллогенным островкам в течение до 4 месяцев. | [ 127 ] |
| Комплексные подходы | ||||
| hPSCs | HLA-A, HLA-B, HLA-C и CIITA KO с использованием CRISPR/Cas9Гены HLA-G, PD-L1 и CD47 экспрессируются путем введения генов в безопасный локус AAVS1. | Уклонение от распознавания Т-клетками, NK-клетками и макрофагами. | Длительное сохранение тератомы у иммунодефицитных мышей, сенсибилизированных аллогенными CD8 + Т-клетками. | [ 115 ] |
| Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC) и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (hiPSC) макаков-резусов | B2M и CIITA KO с помощью CRISPR/Cas9CD47 OE от LV | Сниженная иммуногенность PBMC и Т-клеток против iPSC в течение до 16 недель | Снижение инфильтрации иммунных клеток в трансплантатах через 16 недель после трансплантации.Дифференцированные островки Лангерганса выживают и поддерживают нормальный уровень глюкозы у гуманизированных мышей с диабетом в течение до 30 дней. | [ 122 ] |
| Первичные островковые клетки макака-резуса | B2M и CIITA KO с помощью CRISPR/Cas9CD47 OE от LV | – | Модифицированные островки Лангерганса способны выживать и сохранять инсулинозависимость у аллогенного реципиента с диабетом до 6 месяцев. | [ 37 ] |
| hiPSCs | Нокаут генов HLA-A, HLA-B, HLA-C и RFXANK с использованием CRISPR/Cas9Гены HLA-G, B2M, PD-L1, PD-L2 и RapaCasp9 экспрессируются транспозоном piggyBac. | Сниженная иммуногенность Т-клетока также лизис NK-клеток и фагоцитоз макрофагов. | RapaCasp9 индуцировал апоптоз имплантатов у иммунодефицитных мышей после инъекции рапамицина. | [ 144 ] |
pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12492583
