Hepatitis-onderzoek kan profiteren van stamcellen

Hepatitis C is een virale ziekte die leidt tot ontsteking en orgaanfalen. Onderzoekers zijn echter verbaasd waarom sommige mensen erg vatbaar zijn voor de ziekte, terwijl anderen dat niet zijn.
Onderzoekers geloven dat ze kunnen ontdekken hoe genetische variaties deze verschillende reacties produceren door levercellen van verschillende individuen in het lab te onderzoeken. Levercellen zijn echter moeilijk te verkrijgen en uiterst uitdagend om te groeien in een laboschaal, omdat ze vaak hun normale functie en structuur verliezen wanneer ze uit het lichaam worden verwijderd.
Nu hebben wetenschappers van MIT, Rockefeller University en het Medical College of Wisconsin een techniek gevonden om leverachtige cellen te genereren uit geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC's). iPSC's worden gemaakt van lichaamsweefsels in plaats van embryo's; de leverachtige cellen die kunnen worden geïnfecteerd met hepatitis C. Met iPSC's kunnen onderzoekers onderzoeken waarom mensen anders reageren op de ziekte. De studie is gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences.
Hoewel veel onderzoekstermen hebben geprobeerd om een ??infectie op te sporen in cellen die zijn verkregen van iPSC's, is dit onderzoek de eerste die dit heeft gedaan. Bovendien kan de nieuwe techniek uiteindelijk 'gepersonaliseerde geneeskunde' mogelijk maken. Met behulp van weefsels verkregen van de patiënt die werd behandeld, konden artsen de effectiviteit van verschillende medicijnen testen en een behandeling aanpassen voor die individuele patiënt.
Deze studie is een gezamenlijke inspanning van Sangeeta Bhatia, de John en Dorothy Wilson hoogleraar Gezondheidswetenschappen en -technologie en elektrotechniek en computerwetenschappen aan het MIT; Charles Rice, een professor virologie bij Rockefeller; en Stephen Duncan, een professor in menselijke en moleculaire genetica aan het Medical College of Wisconsin.
In 2011 hebben Bhatia en Rice onthuld dat door het kweken van levercellen op speciale platen met micropatronen die hun organisatie aansturen, ze de cellen kunnen beïnvloeden om buiten het lichaam te groeien. Hoewel deze cellen kunnen worden geïnfecteerd met hepatitis C, kunnen onderzoekers niet proactief de rol van genetische variatie in virale responsen onderzoeken, omdat de cellen afkomstig zijn van organen die zijn gedoneerd voor transplantatie en slechts een kleine populatie vertegenwoordigen.
Bhatia en Rice werkten samen met Duncan, die had aangetoond dat hij iPSC's in leverachtige cellen kon transformeren om cellen met meer genetische variatie te produceren.
Vaak worden dergelijke iPSC's uit huidcellen gehaald. Onderzoekers kunnen deze cellen herstellen in een onvolgroeide staat - hetzelfde als embryonale stamcellen - die kunnen differentiëren in elk celtype door specifieke genen in die cellen aan te zetten. De cellen kunnen dan, zodra ze pluripotent worden, worden gericht om leverachtige cellen te worden door genen in te schakelen die de ontwikkeling van de lever reguleren.
In deze studie infecteerden MIT-postdoc Robert Schwartz en afstuderende student Kartik Trehan die leverachtige cellen met hepatitis C. Ze creëerden de virussen om een ??licht producerend eiwit uit te zetten elke keer dat ze hun levenscyclus doorliepen om te bevestigen dat de infectie had plaatsgevonden plaats.
Het primaire doel van het team is om cellen van personen die ongewone reacties moest hepatitis C-infectie te krijgen en zet ze om in levercellen om hun genetisch onderzoek om uit te vinden waarom ze de manier waarop ze deden gereageerd.
Bhatia legt uit:

"Hepatitis C-virus veroorzaakt bij sommige mensen een ongewoon robuuste infectie, terwijl anderen het heel goed kunnen verwijderen. Het is nog niet bekend waarom die verschillen bestaan."

Een mogelijke reden kan zijn genetische variaties in de expressie van immune moleculen zoals interleukine-28, een eiwit dat is aangetoond dat een belangrijke rol bij de respons op hepatitisinfectie spelen. Andere potentiële factoren omvatten cel gevoeligheid voor virussen die controle over hun replicatie machines en andere cellulaire structuren, alsook expressie van oppervlakte-eiwitten waarmee het virus aan de cellen penetreren cel.
Bhatia legt uit dat de leverachtige cellen die in dit onderzoek worden gegenereerd vergelijkbaar zijn met 'late foetale' levercellen. Het team werkt momenteel aan het produceren van meer volwassen levercellen.
Het langetermijndoel voor het team is gepersonaliseerde behandelingen voor mensen met hepatitis. Volgens Bhatia kon voorstellen verkrijgen cellen van een individu, waardoor iPSCs herprogrammering ze in levercellen en infecteren ze met dezelfde stam van hepatitis dat het individu. Dit zou artsen in staat stellen om verschillende medicijnen op de cellen te testen om erachter te komen welke beter zijn in het opruimen van de infectie.
Geschreven door Grace Rattue