CC BY
29
I I I I I
Ш
Новости клеточных технологий
Нейроны супрахиазмального ядра имеют рецепторы к мелатонину - основному гормону эпифиза, регулирующему биоритмы организма [12]. Секреция гормона также подчинена циркадианным колебаниям с максимумом концентрации в крови в ночное время суток [13]. В этой связи, сбалансированная модуляция активности симпатической нервной системы мелатонином через клетки супрахиаз-мального ядра, контролирующаяся основными генами «биологических часов», определяет ритмичность выделения катехоламинов в костном мозге. В итоге обеспечивается физиологическая циркуляция СКК между костномозговыми нишами и периферическим кровотоком.
Таким образом, содержание недифференцированных гемопоэтических клеток в системном кровотоке регулируется в том числе и генами «биологических часов», ритмично индуцирующими секрецию катехоламинов синаптическими окончаниями СНС в костном мозге в корреляции с действием светового раздражителя и функционированием эпифиза [рис.]. Данная закономерность может быть использована в выборе времени трансплантации недифференцированных гемопоэтических клеток - при максимальной концентрации СКК в кровотоке, а также в мобилизации СКК из костномозговых ниш путем воздействия на определенные звенья регуляции миграции СКК.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Buckley R., Schiff S., Schiff R. Hematopoietic stem-cell transplantation for the treatment of severe combined immunodeficiency. N. Engl. J. Med. 1999; 340: 508-16.
2. Appelbaum F., Herzig G., Ziegler J. Successful engraftment of cryopreserved autologous bone marrow in patients with malignant lymphoma. Blood 1978; 52: 85-95.
3. Wingard J.R., Vogelsang G.B. Deeg H.J. Stem Cell Transplantation: Supportive Care and Long-Term Complications. Hematology 2002; 422-44.
4. Czechowicz A., Kraft D., Weissman I. Efficient transplantation via antibody-based clearance of hematopoietic stem cell niches. Science 2007; 318: 1296-99.
5. Mendez-Ferrer S., Lucas D., Battista M. et al. Haematopoietic stem cell release is regulated by circadian oscillations. Nature 2008; 452: 442-7.
6. Aiuti A., Webb I.J., Bleul C. et al. The chemokine SDF-1 is a chemoattractant for human CD341 hematopoietic progenitor cells and provides a new mechanism to explain the mobilization of CD341 progenitors to peripheral blood. J. Exp. Med. 1997; 185: 111-20.
7. Wright D.E., Bowman E. P., Wagers A. J. et al. Hematopoietic stem cells are uniquely selective in their migratory response to chemokines. J. Exp. Med. 2002; 195: 1145-54.
8. Levesque J. P., Hendy J., Takamatsu Y. et al. Disruption of the CXCR4/ CXCL12 chemotactic interaction during hematopoietic stem cell mobilization induced by GCSF or cyclophosphamide. J. Clin. Invest. 2003; 111: 187-96.
9. Katayama Y., Battista M., Kao W.M. et al. Signals from the sympathetic nervous system regulate hematopoietic stem and progenitor cell egress from bone marrow. Cell 2006; 124: 407-21.
10. Price J. An immunohistochemical and quantitative examination of dorsal root ganglion neuronal subpopulations. J. Neurosci. 1985; 5(8): 2051-9.
11. Levi F., Schibler U. Circadian rhythms: mechanisms and therapeutic implications. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2007; 47: 593-628.
12. Korf H.W., von Gall C. Mice, melatonin and the circadian system. Mol.Cell Endocrinol. 2006; 252: 57-68.
13. Pelham R.W. A serum melatonin rhythm in chickens and its abolition by pinealectomy. Endocrinology 1975; 96 (2): 543-6.
Подготовил И.Я. Бозо
По материалам Mendez-Ferrer S., Lucas D, Battista M. et al. Haematopoietic stem cell release is regulated by circadian oscillations. Nature 2008; 452:442-7
Определение иерархии среди мультипотентных гемопоэтических клеток человека
Мультипотентность и способность к долговременному самообновлению являются главными качествами гемопоэтических стволовых клеток (ГСК). Следующей ступенью в иерархии гемопоэтических клеток являются мультипотент-ные клетки-предшественницы (МПП), которые сохраняют множественный дифференцировочный потенциал, но утрачивают способность к долговременному самообновлению. Иммунофенотипические характеристики, определяющие иерархию среди этих популяций клеток человека, пока еще не были четко определены.
Ранее было показано, что фракции клеток костного мозга и пуповинной крови человека, содержащие ГСК, обогащены Lin-CD34+CD38-CD90+ клетками [1, 2]. R. Majeti и соавт. предложили использовать в качестве дополнительного маркера антиген CD45RA, с помощью которого удалось продемонстрировать, что Lin-CD34+CD38- фракция клеток костного мозга и пуповинной крови человека могут быть разделены на три субпопуляции: CD90+CD45RA-, CD90-CD45RA- и CD90-CD45RA+ клетки.
Lin-CD34+CD38- клеточные субпопуляции были выделены из образцов пуповинной крови человека с помощью FACS, с чистотой >95%. Методом колониеобразующего теста в среде Methocult, авторы оценили дифференцировочный
потенциал всех трех субпопуляций. CD90+CD45RA- и CD90-CD45RA- клетки формировали все типы миелоидных колоний. Из 180 cD90-cD45RA+ клеток всего 6 образовали колонии, что свидетельствует об ограниченном диф-ференцировочном потенциале этой популяции. Для оценки способности к пролиферации, одиночные клетки (п=20) из каждой популяции помещались в среду без сыворотки, с добавлением Flt-3, SCF, ТРО, ^-3, ^-6 и культивировались в течении 2-х недель, после чего подсчитывалось количество жизнеспособных клеток. CD90+CD45RA- клетки интенсивно пролиферировали [среднее количество образовавшихся клеток - 345000], CD90-CD45RA- клетки пролиферировали с меньшей скоростью [среднее количество образовавшихся клеток - 67500], и CD90-CD45RA+ клетки пролиферировали очень слабо с образованием всего нескольких живых клеток. Эти результаты позволяют предполагать, что CD90- субпопуляции клеток являются менее примитивными, по сравнению с CD90+ субпопуляциями.
Клетки каждой из популяций помещались в среду без сыворотки, с добавлением цитокинов и после 4-х дней культивирования анализировались на экспрессию CD90 и CD45RA. CD90+CD45RA- клеточная популяция давала
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 2, 2008
тттт
ш
Новости клеточных технологий
начало всем трем субпопуляциям, CD90-CD45RA- клеточная популяция дифференцировалась в CD90-CD45RA+, а CD90-CD45RA+ клетки давали начало только себе подобным. В совокупности эти данные устанавливают иерархию клеток in vitro, в которой CD90+CD45RA- клетки дают начало CD90-CD45RA-клеткам, а те в свою очередь дают начало CD90-CD45RA+ клеткам.
Для экспериментов по трансплантации клеток in vivo авторы статьи использовали новорожденных мышей линии NOD/SCID/IL-2Rg null (NOG), предварительно подвергнув их облучению в сублетальных дозах. Трансплантация как CD90+CD45RA-, так и CD90-CD45RA- клеток приводила к тому, что через 12 недель в периферической крови, костном мозге и селезенке мышей отмечались CD45+ человеческие миелоидные и В-лимфоидные клетки. В пересчете на 100 трансплантированных клеток, у животных, которым были пересажены CD90+CD45RA- клетки наблюдался в несколько раз более высокий уровень химеризма [в 7-9 раз) и обнаруживалось больше человеческих миелоидных клеток [также в 7-9 раз), чем у мышей, которым были пересажены CD90-CD45RA-клетки.
При трансплантации CD90+CD45RA+ клеток в периферической крови, костном мозге и селезенке животных не
отмечалось человеческих клеток даже на сроке 4-х недель после трансплантации.
Для установления иерархических взаимоотношений между исследуемыми популяциями in vivo, анализировали иммунофенотип человеческих Lin-CD34+CD38- клеток в костном мозге привитых мышей. Все три субпопуляции были обнаружены у мышей привитых CD90+CD45RA-клетками, только две CD90- субпопуляции обнаруживались у мышей привитых CD90-CD45RA- клетками. Таким образом, среди Lin-CD34+CD38- клеток можно установить дифференциро-вочную иерархию in vivo, на верхней ступени которой находятся CD90+CD45RA- клетки, далее следуют CD90-CD45RA-клетки, и наконец, CD90-CD45RA+ клетки (рис.).
Способность к долговременному самообновлению является ключевой характеристикой отличающей ГСК от МПП и определяется как способность к вторичной трансплантации. Исследователи протестировали способность CD90+CD45RA-и CD90-CD45RA- клеток к трансплантации вторичным реципиентам. Человеческие CD45+ клетки были отмечены у 100% [12 из 12) мышей, которым были пересажены клетки от CD90+ первичных реципиентов и только у 37,5% [3 из 8) мышей, которым были пересажены клетки от CD90- первичных реципиентов.
Предположительная иерархия гемопоэтических клеток мыши и человека
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 2, 2008
■ И I II II
ш
Новости клеточных технологий
R. Majeti и соавт. продемонстрировали, что популяция CD90-CD45RA- клеток пуповинной крови является муль-типотентной, обладает ограниченной способностью к самообновлению и в гематопоэтической иерархии находится на ступень ниже CD90+CD45RA- клеточной популяции. По мнению авторов, CD90-CD45RA- клетки представляют фракцию мультипотентных клеток-предшественниц в гемопоэзе человека.
В данном исследовании впервые был применен подход с использованием набора маркеров Lin-CD34+CD38-CD90+CD45RA- и новорожденных NOG мышей, что позволило выделить фракцию клеток с ГСК активностью в гораздо меньшем числе клеток, чем в предыдущих работах.
Выделение новой фракции мультипотентных клеток предшественников может иметь большое значение для изучения и терапии острого миелобластного лейкоза. В серии экспериментов по ксенотрансплантации было показано, что стволовые клетки лейкоза (СКЛ) локализованы в Lin—CD34+CD38—CD90— фракции лейкозных клеток [3, 4]. Исследователи предполагают, что выделенная в данной работе фракция мультипотентных клеток-предшественников является теми самыми клетками, которые могут давать начало СКЛ. R. Majeti и соавт. надеются выявить генетические или эпигенетические изменения, которые ведут к трансформации МПП в способные к долговременному самообновлению СКЛ.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Kondo M., Wagers A., Manz M. et al. Biology of hematopoietic stem cells and proqenitors: Implications for clinical application. Annu. Rev. Immunol. 2003; 21: 759-806.
2. Ishikawa F., Yasukawa M., Lyons B. et al. Development of functional human blood and immune systems in NOD/SCID/IL2 receptor {gamma} chain[null) mice. Blood 2005; 106: 1565-73.
3. Blair A., Hogge D., Ailles E., Lansdorp P., Sutherland H. Lack of expression of Thy-1 (CD90) on acute myeloid leukemia cells with long-term proliferative ability in vitro and in vivo. Blood 1997; 89: 3104-12.
4. Miyamoto T., Weissman I., Akashi K. AML1/ETO expressing nonleukemic stem cells in acute myelogenous leukemia with 8;21 chromosomal translocation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000; 97: 7521-6.
Подготовила А.Д. Краснодембская По материалам: Majeti R, Park С., Weissman I. Identification of a hierarchy of multipotent
hematopoietic progenitors. Cell Stem Cell 2007; 1: 635-45
ф КЛИНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ^
Эффективность дендритноклеточных вакцин на основе дендритных клеток I типа: результаты клинических исследований
Противоопухолевая вакцинотерапия - это лечебный и профилактический метод активной специфической иммунотерапии, основанный на использовании опухолевых антигенов как с адъювантом, так и без него для усиления противоопухолевого иммунного ответа. Особенностью действия противоопухолевых вакцин является индукция иммунного ответа, направленного на элиминацию имму-норезистентных опухолевых клеток. Противоопухолевый эффект достигается повторным введением антигенного материала в режиме вакцинотерапии [1].
Несмотря на то, что применение вакцин в терапии онкологических заболеваний в настоящий момент находится на стадии клинических испытаний, этот подход считается весьма перспективным. Дендритные клетки [ДК), как ключевое звено регуляции иммунных реакций, опосредованных Т-лимфоци-тами [2], привлекают большой интерес в качестве возможных адъювантов для иммунной терапии различных заболеваний. В настоящее время результаты клинических исследований дендритноклеточных вакцин в терапии неоплазий были получены несколькими независимыми клиническими центрами. В большинстве проведённых тестов in vivo и in vitro было показано, что подобные вакцины стимулируют развитие
противоопухолевого иммунного ответа и не имеют тяжёлых побочных эффектов [1, 3-5]. Однако до настоящего времени исследования были направлены на определение переносимости и токсичности вакцин, но не их эффективности.
Важным вопросом в разработке дендритноклеточных вакцин является вопрос о том, какие именно дендритные клетки следует использовать в качестве основы вакцины, а именно: зрелые или незрелые ДК. Использование зрелых ДК, как предполагают некоторые исследователи [6], более предпочтительно, так как они с меньшей вероятностью способны вызывать состояние толерантности к антигену. Незрелые дендритные клетки присутствуют в тканях организма, постоянно фагоцитируя антигены, находящиеся во внеклеточном матриксе [7, 8]. Связывание бактериальных продуктов с паттерн-распознающими рецепторами ДК [9], связывание рецептора CD40 на мембране ДК с его лигандом CD154 [10] на мембране Т-лимфоцита и 1РЫ—/ [11] запускают процесс созревания дендритных клеток. В зависимости от природы антигена и, соответственно, от пути стимуляции незрелые ДК дифференцируются в ДК первого либо второго типа [ДК1 и ДК2 соответственно], которые мигрируют в регионарные лимфатические узлы [12].
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том III, № 2, 2008
