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Transplantation of hematopoietic stem cells (HSCs, the cells that can give rise to all blood and most immune cell types) can save patients whose own hematopoietic system is defective or has been destroyed (often through radiation or chemotherapy of cancer). HSCs are very rare, and it is often hard to obtain enough of them for a successful transplant.
To overcome this limitation, Hans-Peter Kiem and colleagues have developed a way to expand HSCs in the laboratory prior to transplantation. As they report in the international open-access journal PLoS Medicine, expression of a gene called HOXB4 can instruct stem cells to divide and make more stem cells. When the researchers tested those expanded cell populations in monkeys that had received a lethal dose of radiation, they found that they were better at reconstituting the monkeys’ immune and blood systems.
HSCs are found in small numbers in the bone marrow, the peripheral blood, and in cord blood, which is harvested from the umbilical cord at birth. Cord blood is increasingly being used for transplantation, but the low number of HSCs present in a unit of cord blood means that transplanted cells can be slow to establish themselves (or engraft) in an adult recipient, prolonging the time the patient is susceptible to infections. Consequently, researchers are looking for ways to expand HSCs prior to transplantation. HOXB4 is known to be involved in stem cell maintenance and had shown some promise for stem cell expansion in mice. To investigate the potential of HOXB4 treatment for HSC expansion before transplantation in humans, Kiem and colleagues therefore turned to nonhuman primates, an established preclinical model for HSC transplantation and gene therapy.
The team showed that HOXB4 over-expression in populations of cells enriched for stem cells (i.e. those that are used for transplantation) for 6-9 days prior to transplantation greatly improved their subsequent engraftment in monkeys whose hematopoietic system had been destroyed through radiation. These results suggest that HOXB4-mediated expansion of stem cells could accelerate the engraftment of HSCs from sources that contain limited numbers of stem cells, such as cord blood. This was a proof-of-principle study that used small numbers of monkeys. Given the encouraging results, additional experiments are now planned to further test whether HOXB4 can eventually be used to improve the expansion and engraftment of stem cells in patients whose hematopoietic system has failed.
Kiem and colleagues achieved HOXB4 overexpression through introducing an active copy of the gene into the cells. However, because HOXB4 protein is available in recombinant form (i.e. produced in cell culture, much like human insulin), it should be possible to treat HSCs directly with the protein, avoiding the potential problems associated with genetic manipulation of the cells. As the reviewers of the article commented, such “clean expansion” of HSCs holds great potential for application in human transplant recipients.
Citation: Zhang XB, Beard BC, Beebe K, Storer B, Humphries RK, et al. (2006) Differential effects of HOXB4 on nonhuman primate short- and long-term repopulating cells. PLoS Med 3(5).
CONTACT:
Hans Peter Kiem
Fred Hutchinson Cancer Research Center
Clinical Research Division
Seattle, USA
+1 206-667-4425
+1 206-667-6124 (fax)
E-mail: hkiem@fhcrc.org
Seasonal childhood anaemia in West Africa is associated with the haptoglobin 2-2 genotype
In a study done in West Africa, Dr. Sarah Atkinson and colleagues from the London School of Hygiene and Tropical Medicine in London showed an association between a particular type of haptoglobin (Hp2-2) and anemia in children, in an area where malaria is very common. Haptoglobin is a protein that picks up the free hemoglobin which is released after red cells are damaged by malaria. This increased occurrence of anemia in these children may be because the particular type of haptoglobin, Hp2-2, is less able pick up the hemoglobin released from red cells. One suggested explanation of why this genetic variant remains in the population despite being associated with anemia is that it may provide protection from life-threatening malaria. In a related perspective, Stephen Rogerson from the Royal Melbourne Hospital discusses further the implications of the study.
Citation: Atkinson SH, Rockett K, Sirugo G, Bejon PA, Fulford A, et al (2006) Seasonal childhood anaemia in West Africa is associated with the haptoglobin 2-2 genotype. PLoS Med 3(5): e172.
CONTACT:
Sarah Atkinson
London School of Hygiene and Tropical Medicine
Nutrition and Public Health Intervention Unit
Keppel Street
London WC1E 7HT, United Kingdom
+44 (0)2079588140
+44 (0)2079588111 (fax)
satkinson@kilifi.mimcom.net
Related PLoS Medicine Perspective article:
Citation: Rogerson S (2006) What is the relationship between haptoglobin, malaria, and anaemia? PLoS Med 3(5): e200.
CONTACT:
Stephen Rogerson
Royal Melbourne Hospital
Parkville, Victoria 3052, Australia
+61 3 8344 3259
sroger@unimelb.edu.au
Andrew Hyde | Quelle: alphagalileo
Weitere Informationen: dx.doi.org/10.1371/journal.pmed.0030173
dx.doi.org/10.1371/journal.pmed.0030172
www.plosmedicine.org
The secret of DNA methylation
19.06.2013 | Université de Genève
Study Shows How the Nanog Protein Promotes Growth of Head and Neck Cancer
19.06.2013 | Ohio State University Medical Center
- Biologisches Fermentierungsverfahren konvertiert CO und CO2 zu Ethanol und anderen Basis-Chemikalien
- Prozess nutzt Energieinhalt von Stahlwerksabgasen
- Kooperation über zehn Jahre zur weiteren Entwicklung und Vermarktung integrierter Umweltlösungen für die weltweite Stahlindustrie
Siemens Metals Technologies und LanzaTech haben ein zehnjähriges Kooperationsabkommen zur Entwicklung und Vermarktung von integrierten Umweltlösungen für die weltweite Stahlindustrie geschlossen.
Im Zentrum der Zusammenarbeit steht das von LanzaTech entwickelte Fermentierungsverfahren, mit dem kohlenstoffreiche Abgase in der Stahlindustrie zu Bioethanol und anderen Basis-Chemikalien konvertiert werden können. Siemens und LanzaTech werden ...
All unsere Zellen tragen einen Mantel aus Zuckermolekülen, sogenannten Glykanen. Wissenschaftler der ETH Zürich und der Empa haben nun entdeckt, dass Glykane die Anordnung von Wasserteilchen über weite Distanzen rearrangieren.
Glykoproteine sind ein wichtiger Teil unseres Körpers: Diese Zucker-Protein Hybridmoleküle bilden die schützende Schleimschicht, die unsere Lungen und unseren Magen auskleiden. Sie sind Bestandteil der Flüssigkeit, die unsere Gelenke schmiert, und sie bedecken all unsere Zellen, wobei der Zuckerteil, die Glykane, wie ein Miniaturwald aus Antennen nach aussen zeigen.
Forschende ...
Die europäischen Länder haben sich verpflichtet, die CO2-Emissionen zu reduzieren. Im Bereich der Individualtransportsysteme bieten rein elektrisch angetriebene Fahrzeuge – gefahren mit regenerativ erzeugtem Strom – eine Chance dafür.
Eine der großen Herausforderungen hin zur Elektromobilität ist die Batterie. Noch ist die Reichweite gering und das Gewicht hoch. Aufgrund der niedrigen Energiedichte werden die Batteriepakete auch in den nächsten Jahren noch groß und schwer sein, selbst wenn bei den Li-Ionen-Zellen die erhofften weiteren Fortschritte erzielt werden. Neue Werkstoffkonzepte zur ...
Derzeit laufen am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF die 16. IFF-Wissenschaftstage. Mit der 10. Fachtagung »Digital Engineering zum Planen, Testen und Betreiben technischer Systeme« liegt einer der Schwerpunkte auf den neuesten Digital-Engineering-Technologien.
Digital Engineering bietet alle Möglichkeiten, um heute schneller von der Idee zum fertigen Produkt zu gelangen. »Vor allem in der Planungs- und in der Entwurfsphase ist das Digital Engineering fest etabliert«, erklärt Professor Michael Schenk, Institutsleiter des Fraunhofer IFF.
»Doch darüber hinaus ist die technologiebasierte Qualifizierung als ein zentraler Baustein ...
Einige Pestizide, die derzeit in Europa und Australien im Einsatz sind, können die regionale Artenvielfalt von wirbellosen Tieren in Fließgewässern um bis zu 42 Prozent reduzieren. Das berichten Forscher in den “Proceedings” der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS).
Mikhail A. Beketov und Matthias Liess vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig analysierten gemeinsam mit Ben Kefford von der Technischen Universität Sydney und Ralf B. Schäfer vom Institut für Umweltwissenschaften Landau die Auswirkungen von Pestiziden wie Insektiziden und Fungiziden auf den regionalen Artenreichtum von Wirbellosen in Fließgewässern und verwendeten ...
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