CC BY
28
■■■ ■ I I I I I I I 4- I ■ ■ игл
Новости клеточных технологий
Изучение иммуногенности клонированных тканей, полученных методом переноса ядра соматической клетки in vivo
Метод переноса ядра соматической клетки [ПЯСК] в энуклеированный ооцит является уникальным и самым перспективным для получения индивидуальных [аутогенных] эмбриональных стволовых клеток (ЭСК). Клетки и ткани, выделенные из индивидуальных ЭСК, могут быть применены для трансплантации с целью лечения пациента - донора ядра без риска отторжения.
В недавнем исследовании Hwang W.S. была показана возможность выделения таких линий ЭСК от больных людей. Методом исследования генотипа HLA была показана иммунологическая идентичность линий [1]. Терапевтическая эффективность клонированных стволовых клеток, выделенных из бластоцист, полученных ПЯСК, была показана рядом авторов в экспериментальных моделях наследственного иммунодефицита [2], болезни Паркинсона [3], инфаркта миокарда [4]. Во всех этих исследованиях не было отмечено признаков отторжения клонированных клеток.
Вопрос о степени иммуногенности индивидуальных ЭСК или их дериватов, обусловленной переносом антигенов из митохондрий яйцеклетки, остаётся не изученным. В работе Semple J.L. было показано, что в митохондриях человека экспрессированы собственные гены (MHC-III), ответственные за гистосовместимость и потенциально способные вызвать реакцию отторжения [5]. Lanza R. показал, что при создании клонированных эмбрионов коров методом ПЯСК наблюдается перенос митохондриальных антигенов яйцеклетки, который, однако, не вызывает иммунной реакции после трансплантации тканей, изолированных из этих эмбрионов, донору ядра [6]. Интересно, что феномен «лёгкого» перемещения ДНК митохондрий из взрослых стволовых клеток в дефектные по ряду генов этих органелл без слияния, был недавно открыт группой Prockop D.J. [7].
В новой работе, опубликованной в Cloning and Stem Cells, группа Lanza R. демонстрирует, что клонированные гемопоэ-тические клетки коров не иммуногенны и не вызывают реакции отторжения после трансплантации. Это исследование ещё ближе подводит к перспективе применения технологии ПЯСК для лечения пациентов собственными клетками и тканями.
Ядра для ПЯСК выделяли из фибробластов кожи старых [10-13 лет] коров. В эксперименте использовали 3-х животных - контрольному не производили миелоабляции (№1 ], двум другим выполняли миелоабляцию [высокой дозой бусульфа-на - №2] и миелосупрессию [вдвое меньшей дозой бусуль-фана - №3]. Корове №2, после миелоабляции и через 7 дней посттрансплантационного периода выполнили вынужденную эвтаназию по причине тяжёлого геморрагического синдрома, вызванного «бусульфановой» тромбоцитопенией. Корове № 1 [контроль - без иммуносупрессии] и №3 пересаживали 7,7 и 13 миллионов [соответственно] ядросодержащих клеток, выделенных из печени клонированных фетусов 100-120 недель гестации. Энграфтинг и восстановление гемопоэза оценивали в течение 13 [№1] и 16 [№3] месяцев от начала
эксперимента. Клонированные клетки после трансплантации идентифицировали методом ПЦР, по генетической метке, которая вводилась до переноса ядра.
Ядросодержащие клетки печени клонированных эмбрионов почти полностью были гемопоэтическими с преобладанием эритробластического ростка [до 96%] и формировали в культуре кроветворные колонии всех типов. Энграфтинг пересаженных клеток оказался гораздо лучше у контрольной коровы [№1] и впервые выявлялся в крови через 42 дня после трансплантации. Максимальный уровень химеризма через 12-27 недель составлял 0,5-2% от лейкоцитов, 10-17% от миелоидных клеток и 60% от прогениторных клеток периферической крови. В культуре меченые клетки образовывали гемопоэтические колонии. Пересаженные клетки идентифицировали также в костном мозге, лимфоузлах [корова №1] и эндотелии аорты [корова №1].
Как и в исследовании 2002 года [6], авторы вновь доказали перенос ДНК митохондрий аллогенной яйцеклетки в клетки клонированных эмбрионов - 7 замен нуклеотидов и 3-х аминокислот у коровы №1 и 8/1 [соответственно] замен у коровы №3. Однако, за всё время наблюдения не было выявлено никаких признаков иммунной реакции на материал донорских митохондрий, идентифицированный в клонированных клетках.
Таким образом, группа Lanza R. ещё раз подтвердила возможность трансплантации клонированных клеток, полученных методом ПЯСК без признаков отторжения и иммунных реакций. Для изучения энграфтинга клонированных клеток авторы впервые использовали модель миелосупрессии [-абляции] и показали приживление и экспансию гемопоэтических проге-ниторов in vivo.
Интересно, что у контрольной коровы наблюдались значительно лучшие показатели энграфтинга по сравнению с животными, у которых был подавлен гемопоэз. С одной стороны, это может указывать на «лёгкий» энграфтинг клонированных гемопоэтических клеток без создания дополнительных условий, а с другой стороны - о совершенности модели [трудности подбора адекватной дозы бусульфана привели к смерти коровы №2], созданной авторами. Однако следует учитывать возраст коров [10-13 лет] и инволюционные изменения красного костного мозга [замещение жировой тканью] в длинных трубчатых костях. Кроме того, исследователи указывают на более низкую эффективность генетического маркирования ядра коровы №3, и, соответственно, слабый сигнал и меньшую чувствительность ПЦР при детекции клонированных клеток.
Хотя по результатам работы нельзя говорить о лечебном потенциале метода, доказанный авторами энграфтинг и «иммунологическая безопасность» клонированных клеток позволяет сделать качественно новый шаг в изучении терапевтической эффективности ПЯСК у человека. Следует отметить, что работа выполнена при участии двух компаний, представляющих современный «stem cells и animal cloning business» - Advanced Cell Technology [Worcester, USA] и Cyagra [Elizabethtown, USA].
ЛИТЕРАТУРА:
1. Hwang W.S., Roh S.I., Lee B.C. et al. Patient-specific embryonic stem cells derived from human SCNT blastocysts. Science 2005; 308: 1777-83.
2. Rideout W.M. 3rd, Hochedlinger K., Kyba M. et al. Correction of a genetic defect by nuclear transplantation and combined cell and gene therapy. Cell 2002; 109; 1: 17-27.
3. Barberi T., Klivenyi P., Calingasan N.Y. et al. Neural subtype specification of fertilization and nuclear transfer embryonic stem cells and application in parkinsonian mice. Nat. Biotechnol. 2003; 21; 10: 1200-07.
4. Lanza R., Moore M.A., Wakayama T. et al. Regeneration of the infracted heart
with stem cells derived by nuclear transplantation. Circ. Res. 2004; 94; 6: 820-7.
5. Semple J.I., Ribas G., Hillyard G. et al. A novel gene encoding a coiled-coil mitochondrial protein located at the telomeric end of the human MHC Class III region. Gene 2003; 314: 41-54.
6. Lanza R.P., Chung H.Y., Yoo J.J. et al. Generation of histocompatible tissues using nuclear transplantation. Nat. Biotechnol. 2002; 20; 7: 689-96.
7. Olson S.D., Spees J.L., Whitney M.J., Prockop D.J. Mitochondral DNA [mtDNA] can transfer from adult stem cells [hMSCs] to rescue cells with depleted mtDNA incapable of respiration. 3rd Annual Meeting of the International Society for Stem Cell Research. June 23-25, 2005, San Francisco, USA. Book cf abstracts, abst. # 457.
Подготовил A.B. Берсенев по материалам Cloning and Stem Cells 2005; 7:95-106.
Клеточная трансплантология и инженерия № 2, 2005
