CC BY
51
I I I I I I
Новости клеточных технологий
■ ■ тп
абсолютное количество СКМЖ в линии мышей, мутантной по Wnt-1, возрастает в шесть раз по сравнению с диким типом, что указывает на их возможное участие в развитии рака МЖ. Авторы указывают на участие Wnt-1 сигнального пути перерождения в таких клетках. Здесь имеется аналогия с гемопоэтическими клетками, где Wnt-путь также отвечает за самообновлениие [6]. Эти данные могут указывать на то, что Wnt-1-онкоген может давать начало гетерогенным опухолям, затрагивая не только пул СКМЖ, т.е. этот путь может быть универсальным для канцерогенеза из взрослых стволовых клеток [7]. Однако, по результатам экспериментов с другой линией мышей, ММТУ-пеи [формируют эпителиальные опухоли в просвете протока МЖ), не было отмечено значительного увеличения количества Lin-/CD29hi/ CD24+ клеток, что свидетельствует в пользу того, что у каждого онкогена ^пИ, пей) в ткани молочной железы имеется как минимум один тип клеток-мишеней, подвергающихся злокачественному перерождению.
Главный результат работы - идентификация и выделение клеток-предшественников из ткани молочной железы и доказательство формирования функционально активной
тканевой единицы из единственной клетки. Интересно, что почти в одно и то же время в электронной версии Nature другая группа исследователей, проводившая похожие эксперименты, описывает существование особой популяции мультипотентных клеток, также способных формировать нормальную эпителиальную ткань МЖ in vivo, но в течение 6 недель. В работе также проанализирован клеточный цикл такого пула, характеризующегося высокой экспрессией CD24 и CD49f [8].
Таким образом, все полученные на сегодняшний день факты подтверждают существование истинных стволовых клеток взрослого организма в МЖ и их участие в нормальных и патологических процессах. Если аналогичные результаты будут получены и у человека, то значение этих работ может быть огромно. Результаты исследований позволят изучать природу рака молочной железы и идентифицировать новые мишени для его лечения. Кроме того, возможность получения функционирующей ткани железы из определённой группы клеток позволит широко внедрить метод биологического аутопротезирования МЖ после мастэктомий или для эстетической реконструкции.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Kordon E.C., Smith G.H. An entire functional mammary gland may comprise the progeny from a single cell. Development 1998; 125: 1921-30.
2. Al-Hajj M., Wicha M.S., Benito-Hernandez A. et al. Prospective identification of tumorigenic breast cancer cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003; 100; 3983-8.
3. Alvi A.J., Clayton H., Joshi C. et al. Functional and molecular characterisation of mammary side population cells. Breast. Cancer. Res. 2003; 5: R1-R8.
4. Gudjonsson T., Villadsen R., Nielsen H.L. et al. Isolation, immortalization, and characterization of a human breast epithelial cell line with stem cell properties. Genes Dev. 2002; 16: 693-706.
5. Dontu G., Abdallah W.M., Foley J.M. et al. In vitro propagation and transcriptional profiling of human mammary stem/progenitor cells. Genes Dev. 2003; 17: 1253-70.
6. Reya T., Duncan A.W., Ailles L. et al. A role for Wnt signalling in self-renewal of haematopoietic stem cells. Nature 2003; 423: 409-14.
7. Liu B.Y., McDermott S.P., Khwaja S.S., Alexander C.M. The transforming activity of Wnt effectors correlates with their ability to induce the accumulation of mammary progenitor cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004; 101: 4158-63.
8. Stingl J., Eirew P., Ricketson I. et al. Purification and unique properties of mammary epithelial stem cells. Nature 2006 Jan 4; Epub.
Подготовила B.C. Мелихова По материалам Nature 2006; 439: 84-88. doi:10.1038/nature04372
К вопросу об иммуногенности эмбриональных стволовых клеток человека и их коммитированных производных
Эмбриональные стволовые клетки и их коммитированные производные (ЭСК/КПЭСК) являются одним из перспективных видов клеточного материала в трансплантационной регенеративной медицине. Методы получения изогенных «паци-ент-специфических» линий ЭСК принципиально способны решить проблему дефицита донорского материала [яйцеклетки, бластоцисты), тем не менее, сами технологии переноса ядра или слияния нуждаются в значительном усовершенствовании. Аллогенные ЭСК могут быть получены в большом количестве, однако их использование ограничено существованием иммунологического барьера, препятствующего приживлению любых несовместимых клеток и тканей. Несмотря на это, ряд исследователей придерживается точки зрения о некоторой иммунопривилегированности ЭСК/КПЭСК, указывая, что эти клетки не способны индуцировать значительную реакцию отторжения при аллогенной трансплантации. Эти представления основываются на ряде известных фактов:
• имплантировавшаяся в матку бластоциста [несущая ЭСК), несмотря на отсутствие плацентарного барьера не подвергается иммунному отторжению, хотя и экспрессирует несовместимые антигены отца;
• ЭСК/КПЭСК имеют низкий уровень экспрессии молекул MHC I класса, не экспрессируют молекулы MHC II класса и костимулирующие молекулы CD80, CD86 [1, 2];
• ЭСК/КПЭСК существенно ингибируют пролиферацию Т-лимфоцитов в реакции смешанной культуры лимфоцитов [1 ].
Экспериментальное подтверждение низкой иммуногенно-сти ЭСК/КПЭСК in vivo имеет важное практическое значение, поскольку открывает реальные перспективы получения неограниченного ресурса эмбриональных и коммитированных клеток для трансплантации. Одним из первых исследований, посвященных данной проблеме, является недавно опубликованная в онлайн-версии журнала Stem Cells работа группы М. Drukker.
В исследовании использовались радиационные химеры «Trimera», являющиеся экспериментальной моделью иммунной системы человека для изучения «реакции хозяин против трансплантата» [рис.] [3,4]. Введение 1 миллиона ЭСК человека или низкодифференцированных тканевых фрагментов, выделенных из 4-недельных ЭСК-индуцирован-ных тератом, выполнялось под почечную капсулу мышам-хи-мерам. В качестве контроля осуществлялась трансплантация
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 1 (3), 2006
I I I I I I
Ш
Новости клеточных технологий
фрагментов кожи [1 -2-мм) человека или 1 миллион клеток лимфомы Беркитта. Полнота приживления оценивалась через 3 недели после трансплантации.
Гистологическое исследование 3-недельных трансплантатов показало, что ЭСК человека дали начало тератомам [10-20 мм), причем темпы роста тератом не отличались от таковых при трансплантации ЭСК человека иммунодефи-цитным мышам (SCID). Сколько-нибудь заметных признаков инфильтрации и деструкции графтов обнаружено не было. Аналогично, низкодифференцированные тканевые фрагменты из 4-недельных ЭСК-индуцированных тератом давали начало тератомам без признаков замедленного роста и деструкции формирующейся опухоли. Отмечена лишь минимальная инфильтрация лимфоцитами (CD45+) диффузного характера. В контрольной группе мышей подкапсульное введение фрагментов кожного лоскута человека или клеток лимфомы Беркитта приводило к массивной инфильтрации Т-лимфоцитами (CD3+) и выраженной деструкции графтов.
Таким образом, MHC-несовместимые ЭСК/КПЭСК человека в данных экспериментальных условиях незначительно индуцируют аллоспецифический иммунный ответ у реципиента. Интересным является тот факт, что полученные результаты имеют очевидные противоречия с недавно опубликованными данными исследовательской группы Kofidis et al. [5], в которых показано, что трансплантация MHC-несовместимых ЭСК/КПЭСК в участок инфаркта миокарда приводит к значительной лимфоцитарной инфильтрации и деструкции графта. Конкретные причины имеющихся противоречий в настоящий момент неясны. Тем не менее, можно выделить ряд принципиальных различий экспериментальных подходов, которые способны оказать решающее влияние на результаты проведенных исследований:
• опыты проводились с использованием ЭСК/КПСЭК и экспериментальных моделей разных видов [мышь-мышь [5] и человек-мышь);
• трансплантация ЭСК/КПЭСК в сайт с активным воспалением в исследовании Kofidis. Специфическое для процесса воспаления цитокиновое окружение способно индуцировать экспрессию костимулирующих молекул и молекул MHC II на некоторых присутствующих в тератомах клетках [эндотелии и др.) и/или, возможно, индуцировать дифференцировку ЭСК/КПЭСК в клетки с высокой костимулирующей иммунной активностью [дендритные клетки и др.);
• гибель значительной части трансплантированных ЭСК/КПЭСК в исследовании Kofidis , что сопровождается массивным высвобождением антигенов минорного комплекса гистосовместимости, способных индуцировать выраженное отторжение.
Таким образом, характер иммунной реакции реципиента на вводимые несовместимые ЭСК/КПЭСК может сильно различаться и, по-видимому, во многом зависит от сопутствующих трансплантации условий [путь и место введения, тип и количество клеток и др.), которые требуют тщательного изучения. Исследование Drukker M., безусловно, имеет большое значение, так как впервые была показана низкая степень иммуногенности ЭСК/КПЭСК человека in vivo. Тем не менее, данная работа является лишь предпосылкой для
Экспериментальная модель иммунной системы человека для изучения характера «реакции хозяин против трансплантата» на введение тканевых фрагментов или клеток различной степени совместимости - мыши «Тптега»:
1 — мыши линии CB6F1;
2 - облучение в летальных дозах;
3 - трансплантация клеток костного мозга мышей
с тяжелым комбинированным иммунодефицитом ^СЮ) для восстановления мегакариоцито- и эритропоэза;
4 - трансплантация мононуклеарных клеток периферической крови человека для восстановления лимфо- и миелопоэза (мыши «Тптега»);
5 - трансплантация тканевых фрагментов или клеток человека различной степени совместимости в целях изучения характера «реакции трансплантат против хозяина»;
6 - выявление сформировавшегося графта в интересуемых временных точках посттрансплантационного периода и его изучение на предмет деструкции и лимфоцитарной инфильтрации
дальнейших исследований, поскольку многие принципиальные вопросы остаются открытыми. В частности, остается неясным, какие конкретные механизмы обуславливают низкий иммуностимулирующий потенциал ЭСК/КПЭСК, какие сопутствующие условия влияют на выраженность иммунного ответа при трансплантации несовместимых ЭСК/КПЭСК. Кроме того, особый интерес представляет исследование реакции иммунной системы реципиента [отторжение или толерантность) на терминально дифференцированные клеточные типы - производные трансплантированных ЭСК/КПЭСК.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Majumdar A., Ferber I., Lebkowski J. et al. Human embryonic stem cells possess immune-privileged properties. Stem Cells 2004; 22:448-56.
2. Drukker M., Katz G., Urbach A. et al. Characterization of the expression of MHC proteins in human embryonic stem cells. PNAS 2002; 99:9864-9.
3. Segall H., Lubin I., Marcus H. et al. Generation of primary antigen-specific human cytotoxic T-lymphocytes in human/mouse radiation chimera.
Blood 1996; 88:721-30.
4. Lubin I., Segall H., Marcus H. et al. Engraftment of human peripheral blood lymphocytes in normal strains of mice. Blood 1994; 83: 2368-81.
5. Kofidis T., Lucas J., Tanaka M. et al. They are not stealthy in the heart: embryonic stem cells trigger cell infiltration, humoral and T-lymphocyte-based host immune response. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2005; 28:461-6.
Подготовил B.C. Сергеев По материалам Stem Cells 2005; Epub. Aug. 18
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 1 (3), 2006
