Immunmodulering ved stamcellebehandling for beinregenerering

En aldrende befolkning i Norge og Europa krever fremskritt i dagens tilnærming for behandling av komplekse beindefekter.

Mesenkymale stromale celler, eller stamceller (MSC), utfører reparasjoner og regenerering i kroppen ved å samhandle med mange forskjellige celletyper, men i all hovedsak med immunceller; både medfødte og adaptive celler. Påføring av MSC sammen med et benerstatningsmateriale (kalsiumfosfat) kan brukes til å regenerere kjevebein hos pasienter på en trygg og effektiv måte, som rapportert fra vår forskningsgruppe. Før vi introduserer denne nye stamcellebaserte behandlingsprotokollen som rutinemessig klinisk behandling er det imidlertid nødvendig å forstå hvordan dette kan påvirke vertens immunsystem på cellulært og molekylært nivå.

I dette doktorgradsarbeidet studerte vi immunmodulering fra perifere blodprøver til pasienter som gjennomgikk stamcelletransplantasjonskirurgi for å øke kjevebensvolumet. Pasientene ble inkludert via kliniske studier i Bergen, og blodprøvene ble analysert ved hjelp av høydimensjonal enkeltcellemassecytometri. Resultatene våre viste et normalt spekter av immuncellefrekvenser hos pasienter som har gjennomgått stamcelletransplantasjoner. Vi observerte også en tidlig immunsignatur som indikerer bedre sårtilheling og økt immuntoleranse etter behandlingen.

Rana og medforfattere demonstrerte, ved hjelp av dyremodeller, at cellulære immunresponser funnet i perifert blod (hovedsakelig relatert til makrofagsubtyper) reflekterer immunrespons og tilheling lokalt i området for operasjonen. Immunresponser generert av stamcelletransplantasjoner viste forbedret sårtilheling og beinregenerering. Videre, ved bruk av cellekulturmodeller, rapporterte vi at sekretoriske faktorer (ekstracellulære vesikler) frigjort fra de aktiverte stamcelletransplantatene samhandler med makrofager og regulerer deres immunmodulerende funksjoner. Disse studiene har i fremtiden potensial til å identifisere nye biomarkører innen regenerativ medisin.

Personalia

Neha Rana, født i India, fullførte sin masterutdanning i biokjemi fra India. Doktorgradsarbeidet er utført ved Senter for translasjonell oral forskning, Institutt for klinisk odontologi, i samarbeid med hematologisk seksjon, Klinisk institutt 2 (Det medisinske fakultet). Veiledere: Professor Kamal Mustafa (hovedveileder), professor Bjørn Tore Gjertsen, seniorforsker Sonia Gavasso og forsker Salwa Suliman. Finansieringskilder: Norges forskningsråd, MAXIBONE EU H2020 og Trond Mohn Foundation.