CC BY
21
УДК 636.7:612.419:57. 086.13
Водоп'янова Л.А., Жукова I.O., Югай К.Д., Бобрицька О. М., Антишн С.Л. ©
Харювсъка державна зооветеринарна академ1я
МОРФОЛОГ1ЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА К1СТКОВОГО МОЗКУIЙОГО КЛ1Н1ЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ
У cmammi узагалънено лтературт дат, щодо комплексу клтин, яю тдтримуютъ гемопоез впродовж життя тварини. Наведет дант про высокий терапевтичний потенщал клтин юсткового мозку (ККМ), що дае можливктъ використовувати i'x при лгкувантргзнш порушенъ гемопоезу.
Ключов1 слова: клтини тсткового мозку, трансплантащя
Гемопоетична популящя юсткового мозку (КМ) нал1чуе п'ять клаЫв клггин системи гемопоезу [2, 3, 19, 23]. Перший клас е гетерогенною кл1тинною популящею, в яку входять pÍ3HÍ по прол1феративному потенщалу стовбуров1 кровотворш кл1тини (СКК). Другий клас — це полшотентш i бшотентш кл1тини-попередники, що мають нижчий диференцшний потенщал, але здатш диференцшватися в декшькох напрямках. Третш клас — ушмпотентш кл1тини-попередники, що диференщюються тшьки в певному напрямг Кл1тини перших трьох клаЫв морфолопчно невиразш. Четвертий i п'ятий класи — це кл1тини, що морфолопчно розтзнаються.
До стовбурових кл1тин (СК) вщносяться кл1тини, що володшть, принаймш, трьома основними властивостями: здатш стю дшитися впродовж життя, здатшстю до перетворення на диференцшоваш кл1тини, а також чутлив1 до типу регуляци, характерному для цього класу СК [10, 19].
СКК не мають характерних морфолопчних ознак i за будовою схож1 на Mani л1мфоцити [19]. 1х кшьккть може варшвати i залежить вщ р1зних чинниюв [4]. 1х можна видшяти з гетерогенно! популяцп КМ, оскшьки вони е найбшьш цшним джерелом, що поновлюе кровотворення [19]. Для ще! мети використовують pÍ3HÍ методи: формування колонш in vitro та in vivo, диференцшвання за специф1чними маркерами та íh. [9, 20]. Встановлеш антигени, що властив1 гемопоетичним стовбуровим кл1тинам людини та тварин (Sca - 1, CD117, CD34, DEA та ih.) [27].
Пщ час диференцшвання СКК збер1гають високий, чутливий до регуляци прол1феративний потенщал, внаслщок чого, кшьккть i'x подшв та число i'x нащадюв залежить вщ запиту opraHÍ3My. Така peгyляцiя заснована на фyнкцioнyвaннi cпeцiaльнoi' системи бюлопчно активних речовин, кожна з яких, стимулюе утворення з клiтин-пoпepeдникiв тшьки одного виду cпeцiaлiзoвaниx клiтин (еритропоетин, лейкопоетин, тромбопоетин, лiмфoпoeтин) [15].
Регуляцш дифepeнцiaцii' ССК пов'язана з функцюнуванням клiтин строми кровотворних opraHÍB — що називають кровотворним мiкpooтoчeнням. Зараз до
© Водоп'янова Л.А., Жукова I.O., Югай К.Д., Бобрицька О. М., Антишн С.Л., 2013
43
елемент1в мшрооточення вщносять ретикулярш, остеогенш, жиров1, адвентищальш, ендотел1альш кл1тини, макрофаги, а також, ф1бробластопод1бш кл1тини [3]. К1стковомозкове мшрооточення мютить спещал1зоваш кл1тинш структури — «Himi», яю, взаемод1ючи Í3 СКК, пщтримують ïx прол1ферацш, блокуючи при цьому ïx подальше диференцшвання. Якщо ж в «Himi», з Tieï або ¿ишо1 причини, мкця для них не знаходиться, то, так1 кл1тини стають чутливими до диференцюючих стимул1в. Очевидно, що чим бшьше часу СКК знаходиться поза «шшею», тим бшьше зршою вона е, i тим ближче до завершения дозр1вання вона розташовуеться [23, 26].
В процес1 диференщаци у СКК знижуються властивост1 характерш для стволових елемент1в, i з'являються ознаки, властив1 наступному класу кл1тин, що CTOÏTb в ланцюз1 розвитку за ними [15].
Кл1тини-попередники, здатш до подшу в еритроцитарному ряд1 включають: пронормоцити, базофшьш i пол1хроматофшьш нормоцитц у гранулоцитарному ряд1 - м1елобласти, пром1елоцити i м1елоцити; у мегакарюцитарному ряд1 - мегакарюбласти i промегакарюциты; у моноцитарному ряд1 - монобласти i промоноцити.
У подальшому розвитку кл1тини втрачають здатшсть до подшу i дозр1вають морфолопчно змшюючись. У гранулоцитарному ряд1 це метам1елоцити, паличкоядерш i сегментоядерш гранулоцити, а в еритроцитарному - оксифшьш нормоцити i пол1хроматофшьш еритроцити [16]. .Шмфощш попередники диференцшються в Т i В кл1тини [18]. У зрших мегакарюцитах формуються тромбоцити, а моноцити можуть трансформуватися в гл1альш кл1тини - макрофаги [19].
Методика отримання КМ з подальшою трансплантащею була розроблена групою D. Thomas в 50-х роках. Подальш1 дослщження у цьому напрямку довели ефектившсть трансплантаци КМ при л1куванш р1зних порушень гемопоезу [4, 6, 8, 20, 21]. Цей напрямок штенсивно розвиваеться [8, 14, 21] i зараз розроблена велика кшьюсть методик введения КМ в оргашзм рецитента
[5, 13]. . ...
Проте icHye низка важливих запитань, на яю ще не знайдено вщповщей. Так при проведенш алогенно! трансплантаци КМ часто розвиваеться ¿мунолопчний конфлжт. Причиною його розвитку е несумюшсть донора i рецитента по антигенах головного комплексу ricT0eyMÍCH0CTÍ - HLA у людини, у собак DLA, DEA [12, 25]. В результат! виникае необхщшсть пщбору донора i рецитента КМ. Одним з вар!ант!в виршення цього питания, е аутотрансплантащя [1, 6]. Проте у тако! трансплантаци е cboï недолжи, застосування у хворих з онколопчними захворюваннями оргатв кровотворення може пщвищити ризик рецидиву [19].
Уникнути ¿мунного конфлжту також можна шляхом введения ембрюнального або фетального КМ. За даними л1тератури [7, 11, 17, 24] так1 кл1тини не викликають виражено! ¿мунолопчно! реакци. KpiM того, кшьюсть СКК у ембрюна i плода у кшька раз1в вище, чим в дорослому opraHÍ3MÍ, що робить такий матер1ал ефектившшим при використант у терапевтичних цшях [22].
44
Висновок: Трансплантащя гемопоетично! тканини - це ефективний cnoci6 вщновлення кровотворення при його порушенш. Под1бний метод Tepaniï е иовим для ветеринара, ироте в останш роки вш вже показав свою ефектившсть у дослщах на лабораторних тваринах-ссавцях.
Перспективи подальших дослщжень: Одержан! результата зумовлюють необхщшсть створення банк1в юсткового мозку та проведения подальших дослщжень у данш области
Л1тература
1. Козлова Ю.А. Предпосылки оптимизации метода криоконсервирования костного мозга животных с аутоимунной патологией / Ю.А. Козлова, А.Н. Гольцев, Т.Г. Дубрава, Т.М. Турина // Проблемы криобиологии. - 2004. - Т. 14, №2.- С. 76-83.
2. Малоштан Л.Н. Основы общей эмбриологии / Л.Н. Малоштан, Н.В. Дедух, C.B. Малышкина, И.А. Батура - X., 2004. - 50 с.
3. Хоффбрант В. Атлас-справочник. Гематология. / В. Хоффбрант, Д. Петит - М.: Практика, 2007. - 408 с.
4. Abkowitz J. L. Evidence that the number of hematopoietic stem cells per animal is conserved in mammals / J. L. Abkowitz, S. N. Catlin, M. T. McCallie, P. Guttorp // Blood. - 2002. - Vol. 100, №. 7. - P. 2665-2667.
5. Bain B.J. Bone marrow biopsy morbidity: review of 2003 / B.J. Bain // Journal of clinical pathology. - 2005. - Vol.58. - P. 406-408.
6. Carvallo C. Prior chemotherapy and allograft CD34+ dose impact donor engraftment following nonmyeloablative allogenetic stem cell transplantation in patients with solid tumors / C. Carvallo, N. Geller, R. Kurlander // Blood. - 2004. -Vol. 103, №4. - P. 1560-1563.
7. Champlin R. Cancer medicine. Bone marrow transplantation / R. Champlin
- BC Decker Inc. Hamilton, London. Printed in Spain. 2003. - P. 1687.
8. Copelan E.A. Hematopoietic stem-cell transplantation / E.A. Copelan // N. Engl. J. Med. - 2006. - Vol. 354, №17. - P. 1813-1826.
9. Fermin M.L. Canine long- term bone marrow culture neutrophil prodaction and functionality / M.L. Fermin, S. Gainan, C. Fragio // Acta haematologica. - 2004.
- Vol. 111, №4. - P. 196-204.
10. Heike T. Stem cell plasticity in the hematopoietic system / T. Heike, T. Nakahata // Int. J. Hematol. - 2004. - Vol. 79, №1. - P. 7-14.
11. Keller G. Embryonic stem cell differentiation: emergence of a new era in biology and medicine / G. Keller // Genes & Development. - 2005. - №19. - P. 1129-1155.
12. Laughlin M.J. Outcomes after transplantation of cord blood or bone marrow from untelated donors in adults with leukemia / M.J. Laughlin, M. Eapen, P. Rubinstein, E.J. Wgner // N. Engl. J. Med. - 2004. - Vol. 351, №22. - P. 2265-2275.
13. Matsubara T. Alveolar bone marrow as a cell source for regenerative medicine: differences between alveolar and iliac bone marrow cells / T. Matsubara, K. Suardita, M. Ishii, M. Sugiyama // J. of Bone Research. - 2005. - Vol. 20, №3. -P. 399-408.
14. Miano M. Survey on hematopoietic stem cells transplantation for children in Europe / M. Miano, R. Cancedda, O. Hartmann // Bone Marrow Transplant. -
45
2005. - Vol. 35, Suppl. 1: S - P. 3-8.
15. Mikkola H.K. The journey of developing hematopoietic stem cells / H.K. Mikkola, S.H. Orkin // Development. - 2006. - Vol.133, №19. - P. 3733-3744.
16. Pang L. Megakaryocyte biology and related disorders / L. Pang, M. J. Weiss, M. Poncz // J. Clin. Invest. - 2005, Vol.115, №12. - P. 3332-3338.
17. Priddle H. Hematopoiesis from human embryonic stem cells: overcoming the immune barrier in stem cell therapies / H. Priddle, D.R. Jones, P.W. Burridge, R. Patient // Stem Cells. - 2006. - Vol. 24, №4. - P. 815-824.
18. Rolink A.G. Early lymphocyte development in bone marrow and thymus / AG. Rolink, S. Massa, G. Balciunaite, R. Ceredig // Swiss. Med. Wkly. - 2006. -Vol.136, №43-44. - P.679-683.
19. Sharples F.E. Stem cells and the future of regenerative medicine /F.E.Sharples, T.C. Pellmar - Washington, National academy press, Printed in the USA, 2002. - P. 726.
20. Sumida S. Cryomedicine. Part 5 / S. Sumida // Low temp. med. - 2006. -Vol. 32, №1. - P. 13-17.
21. Sumida S. Cryomedicine / S. Sumida // Low temp. med. - 2005. - Vol. 31, №1. - P. 25-30.
22. Suter S.E. Isolation and characterization of pediatric canine bone marrow CD34+ cells / S.E. Suter, TA. Gouothro, P.A. McSweency, R.A. Nash // Vet. Immunol. Immunopathol. - 2004. - Vol. 101, №1-2. - P. 31-47.
23. Taichman R.S. Blood and bone: two hematopoietic stem-cell niche / R.S. Taichman // Blood. - 2006. - Vol. 105, №7. - P.2631-2639.
24. Wang T.Y. Embryonic stem cell-derived hematopoiesis stem cells / T.Y. Wang, F. Yates, O. Naveiras // PNAS - 2005. - Vol. 102, № 52. - P. 19081-19086.
25. Weiss D.G. Recognition and classification of dysmyeloiesis in the dog: a review / D.G. Weiss // J. Vet. Intern Med. - 2005. - Vol. 19, № 2. - P. 147-154.
26. Yin T. The stem cell niches in bone / T. Yin, L. Li // J. Clin. Invest. - 2006. - Vol. 116, №5. - P. 1195-1201.
27. Wang Y. Characterization of canine monocyte-derived dendritic cells with phenotypic and functional differentiation / Y. Wang, K. Chi, K. Liao // J.Vet. Res. -2007. - Vol.71, №3. - P. 165-174.
Summary
L.A. Vodopyanova, I.O. Zhukova, K.D. Yugay, O.M. Bobritska, S.L. Antipin
Kharkiv State Veterinary Academy MORPHOLOGICAL DESCRIPTION OF BONE MARROW AND HIS CLINICAL APPLICATION
The article summarized literature date about complex of cells, which give rise to the blood cells during animal's life. Information about high therapeutic potential of bone marrow cells (BMC), it gives an opportunity to use them for treatment of different destructions of hematopoiesis are presented.
Рецензент - д.вет.н., професор Гуфрш Д.Ф.
46
