سلول‌های کشنده طبیعی (NK) سیستم ایمنی، سلول‌های گرانول‌دار بزرگی هستند که سومین زیرمجموعه اصلی لنفوسیت‌ها را تشکیل می‌دهند و حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد از لنفوسیت‌های در گردش در خون را شامل می‌شوند.

دستیابی به سلول‌های NK با کیفیت بالا و به تعداد کافی، یکی از موانع مهم در کاربرد این سلول‌ها است.

سلول‌های بنیادی پرتوان القاشده (iPSCs) راه‌ حلی جدید برای این چالش ارائه می‌دهند، زیرا این سلول‌ها دارای توانایی خودنوسازی و تمایز چندگانه هستند و می‌توانند در شرایط آزمایشگاهی به انواع مختلفی از سلول‌ها، از جمله سلول‌های NK، تمایز یابند.

شرکت  ACROBiosystems روشی نوین و کارآمد برای القای سلول‌های NK از iPSCs تحت شرایط کاملاً بدون سرم توسعه داده است. با استفاده از این روش، نسبت سلول‌های NK با نشانگر CD3⁻CD56⁺ پس از ۲۵ روز القا به ۸۵.۹٪ رسید.

سلول‌های NK ایجادشده از نظر عملکرد زیستی مشابه سلول‌های NK تولیدشده از منابع دیگر بودند و قابلیت آن‌ها را برای تولید در مقیاس وسیع در کاربردهای مختلف بالینی تأیید کردند.

مرحله ۱: گسترش سلول‌های بنیادی پرتوان القاشده (iPSCs)

سلول‌های بنیادی پرتوان القاشده (iPSCs) به‌عنوان یک منبع اساسی در نظر گرفته می‌شوند، زیرا قادر به خودنوسازی نامحدود در محیط کشت هستند و درعین‌حال ویژگی پرتوانی خود را حفظ می‌کنند. این خصوصیت بسیار کاربردی به محققان این امکان را می‌دهد تا مقادیر بالایی از سلول‌های یکنواخت و باکیفیت را که برای کاربردهای درمانی مدرن ضروری هستند، تولید کنند.

در این مرحله، برای اطمینان از کیفیت بالای کشت iPSC، چندین جنبه از تولید سلولی باید مورد پایش قرار گیرند که شامل میزان گسترش، حفظ ویژگی‌های بنیادی (stemness) و یکنواختی ژنتیکی است.

همچنین استفاده از مواد اولیه کاملاً تعریف‌شده بسیار مهم است. به‌عنوان مثال، لامینین نوترکیب 521 جایگزین مواد با منشأ حیوانی شده است. استفاده از مواد با درجه GMP نیز می‌تواند به تضمین ایمنی و اثربخشی کمک کند.

لامینین 521 به عنوان بستر پوششی برای تکثیر سریع سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی (PSCs) به‌صورت تک‌سلولی طی ۴ روز استفاده شد.

مرحله ۲: تمایز iPSC به سلول‌های بنیادی خون‌ساز (HSC)

سلول‌های بنیادی پرتوان القاشده انسانی (iPSC) به سلول‌های منفرد تجزیه شده و برای تشکیل اجسام شبه‌جنینی (Embryoid Bodies - EBs) مورد استفاده قرار گرفتند. این اجسام شبه‌جنینی به مدت ۱۴ روز در یک سری محیط‌های کشت مخصوص پرورش داده شدند.

فاکتورهای مورد استفاده شامل موارد زیر بودند:

•  BMP4 )پروتئین مورفوژنتیک استخوان ۴(
•  VEGF ) فاکتور رشد اندوتلیال عروقی(
• bFGF )فاکتور رشد فیبروبلاستی بازی(
• SCF)فاکتور سلول‌های بنیادی(
• TPO )ترومبوپویتین(
• Flt-3L )لیگاند گیرنده (Flt-3

برای اطمینان از حضور جمعیت کافی از سلول‌های بنیادی خون‌ساز (HSCs)، بیان CD34 و  CD45 از طریق فلوسایتومتری مورد تجزیه‌ وتحلیل قرار گرفت.

 استخراج سلول‌های خونساز CD34⁺ CD45⁺ با استفاده ا FACS فلوسایتومتری فعال‌شده با فلوئورسنت انجام شد

مرحله ۳: تمایز سلول‌های بنیادی خون‌ساز (HSC) به سلول‌های کشنده طبیعی (NK)

در این مرحله، سلول‌های خونساز  CD34⁺ انسانی در چاهک‌های از پیش پوشش‌داده‌شده کشت شدند. این سلول‌ها به مدت ۲۱ روز در محیطی حاوی فاکتورهای زیر پرورش یافتند:

•  SCF )فاکتور سلول‌های بنیادی(
•  TPO )ترومبوپویتین(
• Flt-3L ) لیگاند گیرنده( Flt-3
•  IL-7)اینترلوکین ۷(

برای بررسی پیشرفت تمایز، بیان  CD5 و  CD7از طریق فلوسایتومتری مورد تجزیه ‌وتحلیل قرار گرفت.

در مرحله بعد، سلول‌های پیش‌ساز لنفوئیدی (LPCs) انتخاب‌شده در چاهک‌های از پیش پوشش‌داده‌شده کشت داده شدند و در محیطی حاوی فاکتورهای زیر ادامه رشد یافتند:

• SCF، FLT3L، TPO، IL-2، IL-3، IL-7 و IL-15
• DLL4 و/یا VCAM1

نکته مهم این است که افزودن مولکول‌های کوچک نیز می‌تواند در افزایش جمعیت سلول‌های NK مؤثر باشد و به‌طور قابل‌توجهی زنده‌مانی سلولی را افزایش دهد.

.

نتیجه‌گیری

سلول‌های  CAR-NK دارای پتانسیل قابل‌توجهی برای استفاده در درمان‌های سلولی هستند و از مزایای ذاتی در ایمنی و فرآیند تولید برخوردارند. بااین‌حال، برای بهره‌گیری از اثربخشی بالای درمان‌های مبتنی بر سلول‌های NK در بیماران، لازم است که منبعی مقیاس‌پذیر، پایدار و یکنواخت از سلول‌های NK تأمین شود.

سلول‌های  iPSC در این زمینه نقش کلیدی دارند، زیرا توانایی تکثیر قابل ‌تکرار و تمایز به سلول‌های NK را فراهم کرده و درعین‌حال، یک منبع با قابلیت ردیابی آسان را تضمین می‌کنند.

در نمونه‌های ارائه ‌شده، اعتبارسنجی گسترده‌ای در هر مرحله بر روی فنوتیپ نهایی سلول‌ها انجام شد. این داده‌ها تأیید می‌کنند که پروتکل ارائه‌شده برای تمایز iPSC به سلول‌های NK، از مقیاس‌پذیری کافی برای تولید سلولی در کاربردهای درمانی برخوردار است.

لینک خبر