En viss typ av stamceller återskapar blodplättar snabbare
Forskare vid Karolinska Institutet har tillsammans med forskare från Oxfords Universitet visat att en specifik grupp av stamceller, som är dedikerade till produktion av blodplättar, återbildar blodplättar på ett unikt sätt, snabbare än andra stamceller. Detta presenteras i en studie som publicerats i tidskriften Nature Immunology.
Vad visar publikationen?
- Blodplättar, de blodkroppar som är avgörande för att förebygga och stoppa blödningar, är kortlivade och behöver ständigt fyllas på av de blodbildande stamcellerna i benmärgen. Alla blodbildande stamceller har tidigare ansetts fylla på alla typer av mogna blodceller, men vi har tidigare identifierat en undergrupp av stamceller hos möss som nästan uteslutande är inriktade på att fylla på blodplättar (Nature, 2018). Vi visar nu att dessa blodplättsspecifika stamceller fyller på blodplättar genom en särskild och kortare väg, säger Stefania Mazzi, forskare i Sten Eirik Jacobsens forskargrupp vid institutionen för medicin, Huddinge och institutionen för cell- och molekylärbiologi, Karolinska Institutet.
- Med hjälp av genetiskt modifierade musmodeller som utmanats med cellgifter vilket leder till en minskning av antalet blodplättsproducerande celler, visade vi att återskapandet av blodplättar skedde snabbare via den ny-identifierade vägen, i jämförelse med den konventionella vägen från multipotenta stamceller.
Varför är resultaten viktiga?
- För många cancerbehandlingar kan minskad mängd blodplättar vara en biverkning, vilket leder till högre sjuklighet, sjukhusvistelse och behov av blodplättstransfusioner. Det är därför viktigt att hitta ett snabbare sätt att återskapa de kortlivade blodkropparna. Vår studie visar för första gången att två separata vägar används för att fylla på blodplättar och att de härstammar från två olika populationer av blodbildande stamceller i benmärgen (BM).
- Medan de multipotenta stamcellerna är den huvudsakliga källan till blodplättsproduktion under normala förhållanden, är de blodplättsspecifika stamcellerna nyckeln till snabb uppbyggnad av blodplättar vid förlust av BM-prekursorer. Dessa fynd kan användas för att skapa en snabbare återhämtning antingen genom läkemedel eller genom expansion av de blodplättsspecifika stamcellerna hos cancerbehandlade patienter.
Hur genomförde ni studien?
- Den största fördelen med att arbeta med blodsystemet är att det är lätt att få tillgång till blod och benmärg. Genom att transplantera stamceller i möss där blodsystemet har utarmats kan vi följa stamcellernas kapacitet att fylla på blodlinjer genom att utföra flödescytometri på serieprover.
- I vår studie följde vi differentieringsvägar som används av enskilda blodstamceller genom att transplantera dem individuellt i mottagande möss med utarmad benmärg. I samarbete med Rickard Sandbergs grupp, som är internationellt ledande inom sekvenseringsanalys, utfördes molekylär analys av enskilda celler. Detta var avgörande för att karakterisera de stamceller som använder de två olika vägarna och för identifieringen av en ny genetisk musmodell som användes för att följa de två vägarna, både under normala förhållanden och efter behandling med cellgifter mot cancer.
Vad är nästa steg i er forskning?
- Vi vill nu karakterisera de blodplättar som produceras av de två olika vägarna för att studera om de skiljer sig åt funktionellt. Vi planerar även att studera om användningen av de två vägarna förändras i olika miljöer, bland annat vid åldrande. Det kommer också att vara viktigt att fastställa om samma vägar finns hos människor, även om forskningsverktygen där är mycket mer begränsade.
Studien genomfördes i samarbete mellan Oxfords universitet (WIMM department) och Karolinska Institutet. Huvudfinansiärerna var UK Medical Research Council, Vetenskapsrådet, Torstein Söderbergs stiftelse samt Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.
Författarna till studien har inte meddelat några intressekonflikter.
Publikation
Alternative platelet differentiation pathways initiated by nonhierarchically related hematopoietic stem cells.
Carrelha J, Mazzi S, Winroth A, Hagemann-Jensen M, Ziegenhain C, Högstrand K, Seki M, Brennan MS, Lehander M, Wu B, Meng Y, Markljung E, Norfo R, Ishida H, Belander Strålin K, Grasso F, Simoglou Karali C, Aliouat A, Hillen A, Chari E, Siletti K, Thongjuea S, Mead AJ, Linnarsson S, Nerlov C, Sandberg R, Yoshizato T, Woll PS, Jacobsen SEW
Nat Immunol 2024 May;():
