CC BY
40
I I I I I I
■ I I I
Новости клеточных технологий
напоминали примитивную костную ткань и позитивно окраши вались на маркёры коллаген 2 и ализарин красный. Опухоли продолжали расти, и на 28 день светящиеся клетки обнару живали в 40 60% площади от общей ткани легкого у 6 из 12 мышей. Подобные образования не были обнаружены в сердце, почках или печени.
Интересно, что при трансплантации клеток от мышей линии Rosa26 LacZ сублетально облученным реципиентам линии BI6/129 ни в одном случае не было зафиксировано образование опухолей. Таким образом, предположитель но, возникновение новообразований во многом зависит от линии животных (как доноров клеток, так и реципиентов). При пересадке клеток от Rosa26 Lac Z летально облучен ным NOD/SCID опухоли были обнаружены лишь в одном случае из девяти.
Человеческие ММСК, выделенные из костного мозга или фетальной крови, культивировали в аналогичных условиях, а для трансплантации использовали клетки на 6 и 7 пасса жах. Предварительно облученным мышам NOD/SCID вводили внутривенно также два миллиона ММСК. Ни в одном случае ни на одном из сроков исследования не было обнаружено сходных опухолеподобных образований, а количество светя щихся клеток со временем снижалось. Таким образом, не было зафиксировано длительного приживления клеток в тканях мышей.
Авторы описывают миграцию и сравнивают динамику при живления и дифференцировки мышиных и человеческих ММСК в паренхиме легких при их системном введении. Уже в течение первых суток клетки мигрируют в легкие и эмболизи руют легочные капилляры. В противоположность ожидаемой дифференцировке под влиянием микроокружения, ММСК
демонстрировали остеогенный фенотип и формировали опу холевидные узелки, напоминающие дезорганизованную ко стную ткань и остеосаркому. Доказательств злокачественно го перерождения и истинного опухолевого процесса (таких, как атипичные ядра, опухолевый некроз, слабодифференцирован ные зоны) авторы не обнаружили. Однако поражения быстро распространялись и разрушали легочную паренхиму и приво дили к смерти животных к 28 му дню после трансплантации.
Формирование таких «опухолей», как считают авторы статьи, является характеристикой только мышиных ММСК. Так, в аналогичных экспериментах с человеческими клет ками при похожем распределении наблюдали их полное ис чезновение из легких со временем. Таким образом, работа вновь ставит под вопрос идентичность ММСК из различных линий животных и от разных видов. Однако, исследователи не дают объяснения подобным видовым различиям.
Точный механизм образования опухолевидных структур предстоит раскрыть в будущем. Однако тот факт, что ММСК мышей способны приобретать значительные хромосомные аберрации при пассировании в культуре теперь уже не вы зывает сомнений. Тем не менее, данные о способности че ловеческих ММСК к спонтанной онкогенетической транс формации в культуре, приводимые различными группами, весьма противоречивы.
В связи с перспективой клинических испытаний ММСК, возникает серьезная необходимость в разработке стан дартов и протоколов исследования клеток на предмет онко генетической безопасности перед их введением. Без сомне ния, такие работы должны проводиться с использованием хромосомного анализа и одновременной проверки на спо собность к опухолевому росту.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Tolar J., Nauta A.J., Osborn M.J. et al. Sarcoma derived from cultured mesenchymal stem cells. Stem Cells 2007; 25(2): 371 9.
2. Rubio D., Garcia Castro J., Martin M.C. et al. Spontaneous human adult
stem cell transformation. Cancer Res. 2005; 65: 3035 9.
3.Zhou Y.F., Bosch Marce M.,Qkuyama H. etal. Spontaneous transformation of cultured mouse bone marrow derived stromal cells. Cancer Res. 2006; 66(22): 10849 54.
Подготовила B.C. Мелихова
По материалам: Aguilar S., Nye E„ Chan J. Murine but not Human Mesenchymal Stem Cells Generate Osteosarcoma-Like Lesions in the Lung. Stem Cells. First published online March 15, 2007.
http://stemcells.alphamedpress.org/cgi/reprint/2006-0762v1.
Гемопоэтическая дифференцировка и терапевтический потенциал унипарентных партеногенетических эмбриональных стволовых клеток
Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) и их дериваты, полученные из партеногенетических эмбрионов, рассмат риваются как один из альтернативных источников клеток для аутологичной пациент специфичной клеточной терапии. Партеногенетические эмбрионы не способны нормально развиваться далее имплантационного периода вслед ствие нарушения экспрессии импринтированных генов, но предимплантационное развитие у них, как правило, не изменено (1 ]. Более того, в химерных животных (состоящих из клеток разного происхождения и генотипа) эти клетки встраиваются в ткань и функционируют (2, 3], но наруше ние экспрессии импринтированных генов приводит к дефек там развития.
Sigrid Eckardt и коллеги из University of Pennsylvania, использовали методику так называемых унипарентных партеногенетических эмбрионов и исследовали возмож ность приживления стволовых клеток, выделенных из этих эмбрионов, во взрослом организме.
Унипарентные партеногенетические линии ЭСК были по лучены методом переноса пронуклеусов: в андрогенетические зиготы был перенесен мужской пронуклеус вместо женского и, наоборот, в гиногенетические зиготы - женский вместо мужского. Из таких зигот были выращены линии, которые использовались для инъекции клеток в нормальную блас тоцисту. Созданные таким образом химерные эмбрионы развивались до 14 дней.
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, 1У< 2, 2007
I I I I I I
■ I I I
Новости клеточных технологий
Партеногенетические линии несли маркёр (GFP), поэтому присутствие клеток можно было определить как в химерных эмбрионах, так и после трансплантации во взрослых тканях. Для восстановления гемопоэза фетальные клетки печени химер (как партеногенетические, так и нормальные) были введены в летально облученную мышь.
Фетальные клетки печени нормальных эмбрионов и партеногенетических химер реконструировали гемопоэз с одинаковой эффективностью. Вклад партеногенетических и нормальных клеток в восстановление гемопоэза оцени вали через месяц после трансплантации. Уровень химериз ма увеличивался, и через 6 9 месяцев после трансплантации в периферической крови большинство клеток имело партено генетическое происхождение. Уровень химеризма не зависел от того, были ли клетки андро или гиногенетические.
Количество нормальных, андро и гиногенетических GFP экспрессирующих клеток в лимфоидной, миелоидной и эритроидной популяции было одинаковым. Высокий уро вень трансплантированных клеток был в селезенке, тимусе и костном мозге. Были и животные с полностью замещенными клетками. У них клетки крови функционировали нормально. Серийные трансплантации подтвердили способность парте ногенетических гемопоэтических клеток к самообновлению. Чтобы проверить, могут ли партеногенетические клетки раз виваться при отсутствии нормальных, ученые провели ана лиз их дифференцировки in vitro [4]. Обе партеногенети ческие линии были способны дать начало гемопоэтическим стволовым клеткам (ГСК) и всем линиям гемопоэтической дифференцировки. Таким образом, авторы не обнаружили различий в приживаемости и функционировании партено генетических или нормальных ЭСК.
Авторы проанализировали уровень экспрессии имприн тированных генов гемопоэтических клеток до транспланта ции и после нее. Андрогенетические клетки, изолированные из печени химер, имели более высокий уровень экспрессии генов, экспрессирующихся в норме с отцовских аллелей
(Dlk 1, Igf2, и РедЗ) по сравнению с нормальными или гиноге нетическими клетками, и меньший - для генов материнских аллелей (Igf2r). Гиногенетические клетки, наоборот, оверэк спрессировали гены, в норме транскрибирующиеся с мате ринских аллелей. Таким образом, партеногенетические клетки, выделенные из печени химер, имели зависящий от происхождения характер экспрессии импринтированных генов. Анализ партеногенетических клеток, выделенных из взрослых реципиентов, показал нормальную экспрессию импринтированных генов. Используя real time RT-PCR, они оценили уровень транскрипции импринтированных генов этих клеток и клеток периферической крови партеногене тического происхождения. Никаких различий не было между экспрессией импринтированных генов, кроме гена U2af1 rs1. Анализ метилирования импринтированных локу сов показал, что даже если есть нарушение метилирования в партеногенетических линиях, то среди клеток реципиента, образованных из этих линий, есть клетки с нормальной картиной метилирования. То есть, происходит изменение метилирования уже в организме при дифференцировке этих клеток.
Таким образом, показана реконструкция гемопоэза у летально облученных мышей после пересадки унипарент ных партеногенетических клеток фетальной печени. Гемо поэтическая дифференцировка in vitro показывает воз можность этих клеток самостоятельно развиваться в ГСК, без влияния нормальных клеток, как это происходит в хи мерных мышах. В данной работе была показана их способ ность к пролиферации и даже замещению ткани взрослого органа вне зависимости от того, были ли клетки андро или гиногенетические. Таким образом, эти клетки можно рас сматривать как потенциальный ресурс для трансплантации и регенеративной медицины. Было показано, что эти клетки гистосовместимы по отношению к организму донору ядра. Для возможного использования партеногенетических ЭСК в клеточной терапии необходимы дальнейшие исследования.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Mann J.R., Gadi I., Harbison M.L., Abbondanzo S.J. Androgenetic mouse embryonic stem cells are pluripotent and cause skeletal defects in chimeras: implications for genetic imprinting. Cell 1990; 62(2): 251 60.
2. Stevens L.C., Varnum D.S., Eicher E.M.. Viable chimaeras produced from
normal and parthenogenetic mouse embryos. Nature 1977; 269: 515 7.
3. Surani M.A, Barton S.C., Kaufman M.H. Development to term of chimaeras between diploid parthenogenetic and fertilised embryos. Nature 1977; 270: 601 3.
4. Kennedy M., Keller G.M. Hematopoietic commitment of ES cells in culture. Methods Enzymol. 2003; 365: 39 59.
Подготовила T, Лопатина
По материалам: Eckardt S., Leu NA„ Bradley H.L. et al. Hematopoietic reconstitution with androgenetic and gynogenetic stem cells. Genes and Dev. 2007:21: 409-19.
Ниша злокачественной стволовой клетки новая мишень терапии рака
Развитие теории канцерогенеза из стволовых клеток опухоли (cancer stem cell, CSC, CKO) в последние годы дало мощный толчок к пониманию механизмов развития рака и разработке новых мишеней терапии злокачественных новообразований. Итак, согласно этой теории, злокаче ственная опухоль происходит из стволовых клеток, которые несут изменнённый мутантный геном и появляются по не понятным причинам. Согласно данным различных исследо вательских групп, СКО могут происходить из мутировавших нормальных тканевых стволовых или прогениторных клеток
взрослого организма или быть продуктом спонтанного кле точного слияния (1 ].
Поскольку именно существованию СКО приписывают ре зистентность к противо опухолевой терапии и возникновение рецидивов, очень важным является идентификация, описание этих клеток в различных опухолях и поиск их селективных мар кёров (1 ]. Однако, поиск таких маркёров оказался непростой задачей, поскольку фенотипически СКО очень похожи на нор мальные взрослые стволовые клетки. Тем не менее, такие маркёры описываются рядом лабораторий (2, 3].
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, 1У< 2, 2007
