Zespół kierowany przez prof. dr hab. Ewę Zubę-Surmę opublikował artykuł pt. „Extracellular vesicles from human iPSCs enhance reconstitution capacity of cord blood-derived hematopoietic stem and progenitor cells” w prestiżowym czasopiśmie „Leukemia” (IF 8,665) należącym do grupy Nature.
Jest to kolejna publikacja zespołu profesor Zuby-Surmy wskazująca na potencjał funkcjonalny pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (ang. extracellular vesicles, EVs) z indukowanych komórek pluripotencjalnych (iPSCs), w kontekście możliwości ich wykorzystania do promowania potencjału pro-regeneracyjnego innych komórek docelowych.
Pierwszym autorem artykułu zatytułowanego jest dr Elżbieta Karnas. Publikacja stanowi zestawienie kluczowych wyników uzyskanych przez nią w ramach rozprawy doktorskiej. Całość badań została zrealizowana w Zakładzie Biologii Komórki, przy udziale Laboratorium Biotechnologii Komórek Macierzystych MCB UJ, kierowanego przez profesor Zubę-Surmę.
Praca dotyczy analizy wpływu EVs wydzielanych przez ludzkie komórki iPSCs (hiPSC-EVs) na potencjał biologiczny hematopoetycznych komórek macierzystych oraz progenitorowych krwi pępowinowej (CB-HSPCs). Badania te wpisują się w bieżące trendy światowe związane z próbami zwiększenia możliwości zastosowania krwi pępowinowej jako materiału przeszczepowego w hematologii, będącego alternatywnym wobec szpiku kostnego źródłem komórek krwiotwórczych. Pomimo stosowania krwi pępowinowej u pacjentów w wieku dziecięcym, jej wykorzystanie u osób dorosłych jest wciąż limitowane niewystarczającą liczbą komórek krwiotwórczych obecnych w jednej jednostce tego materiału klinicznego w przeliczeniu na kilogram masy ciała. Stąd też, konieczne jest poszukiwanie nowych strategii, które umożliwiłyby poprawę potencjału biologicznego CB-HSPCs przed ich podaniem, a tym samym zwiększałyby szansę powodzenia przeszczepu u dorosłych pacjentów.
Autorzy pracy wykazali, że hiPSC-EVs mogą poprawiać szereg właściwości biologicznych komórek CB-HSPCs in vitro, kluczowych z punktu widzenia ich potencjału krwiotwórczego, takich jak aktywność metaboliczna, potencjał do różnicowania i tworzenia kolonii hematopoetycznych, przeżywalność w warunkach cytotoksycznych, chemotaksja czy zdolność do adhezji do składników niszy szpikowej. Co istotne, wyniki te potwierdzone również zostały w badaniu in vivo z użyciem mysiego modelu mieloablacji, którego rezultaty wskazują na poprawę zdolności CB-HSPCs do zasiedlania nisz szpikowych i rekonstytucji układu krwiotwórczego. Ponadto, autorzy pracy wskazują na możliwe mechanizmy molekularne wpływu hiPSC-EVs na CB-HSPCs, związane m.in. ze zmianami w ekspresji genów i aktywności białek zaangażowanych w istotne szlaki sygnałowe w tych komórkach.
Odkrycia te stanowią istotny wkład w badania nad możliwością wykorzystania komórek iPSCs jako komórek donorowych EVs, które na drodze oddziaływań parakrynnych mogą przenosić swoją aktywną biologicznie zawartość do innych komórek, wpływając tym samym na ich cechy funkcjonalne. Praca ta może mieć wymiar nie tylko poznawczy, ale również praktyczny, stanowiąc bazę dla opracowania nowych rozwiązań mających na celu poprawę potencjału hematopoetycznego CB-HSPCs przed ich przeszczepem. Tym samym, badania mogą przyczynić się do zwiększenia możliwości zastosowania CB jako materiału przeszczepowego w praktyce klinicznej, nakierowanej na terapię dorosłych pacjentów z uszkodzeniem układu krwiotwórczego.
Z treścią artykułu można się zapoznać pod adresem: https://www.nature.com/articles/s41375-021-01325-y. Na zaproszenie Nature Portfolio Cancer Community powstał również tekst promocyjny artykuł, dostępny tutaj: https://cancercommunity.nature.com/posts/the-power-of-ipsc-extracellular-vesicles-in-boosting-hematopoiesis.
Autorzy zdjęcia: E. Karnas, D. Ryszawy†, źródło: Karnas et al. Leukemia. 2021 Jun 17. doi: 10.1038/s41375-021-01325-y.