CC BY
36
■■■ ■ I I I I I I I -ф- I ■ ■ игл
Новости клеточных технологий
КЛИНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
Развитие злокачественных опухолей из трансплантированных фетальных нейронов клинический случай
В последнее десятилетие стало известно, что в специфических областях уже сформировавшегося мозга может происходить ограниченный нейрогенез. Клетки-предшественницы из этих областей, способные дифференцироваться в нейроны и глиальные элементы, в перспективе могут использоваться в клеточной терапии нейродегенеративных расстройств [1—4]. Многообещающим источником нейральных стволовых клеток (НСК) для клеточной терапии считается фетальный мозг, в котором активно происходят процессы нейрогенеза [5]. НСК могут стать незаменимым средством в лечении нейродегенеративных заболеваний, последствий инсульта и травмы головного мозга [1—4, 6—9], а также применяться в терапии детей, страдающих врожденными генетическими заболеваниями, характеризующимися гибелью специфических типов нейронов [1, 5].
Одним из таких заболеваний является атаксия-те-леангиэктазия (синдром Луи-Бар) — аутосомное рецессивное наследственное заболевание, для которого характерна прогрессирующая гибель клеток Пуркинье в мозжечке (и, как следствие, атаксия), телеангиоэктазия (расширение кровеносных сосудов), врожденная ангиопатия, иммунодефицит, возрастание числа хромосомных аберраций в соматических клетках, высокая частота онкологических заболеваний и повышенная чувствительность к ионизирующей радиации и радиомиме-тическим веществам. Причиной данного заболевания является мутация в гене амелогенина atm [10].
В то же время применение фетальных нейральных клеток-предшественниц, несмотря на успех уже состоявшихся клинических испытаний [11], имеет и негативный аспект: существует вероятность возникновения из этих клеток злокачественных новообразований [2, 3]. Введение плюрипотентных эмбриональных стволовых клеток ИСК) и полученных из них нейральных стволовых клеток грызунам часто приводит к формированию тератом и тератокарцином [6, 12, 13]. При этом тумо-рогенность клеток снижается с повышением степени их дифференцированное™ [7, 8, 14]. Важно отметить, что ЗСК чаще провоцируют опухоли при внутривидовой, чем при межвидовой трансплантации, что также было подтверждено трансплантациями ЗСК человека грызунам [2, 11].
Недавно был описан клинический случай развития мультифокальной опухоли из трансплантированных пациенту с атаксией-телеангиэктазией фетальных НСК. В феврале 2009 г. научная группа N. Amariglio опубликовала в журнале PLoS Medicine статью, в которой сообщается о 13-летнем пациенте, получившем троекратную трансплантацию фетальных нейронов в одной из клиник Москвы (авторы не сообщают, в какой именно клинике проводились операции). Трансплантации производились,
когда пациенту было 9, 11 и 12 лет, а клетки для них были получены и культивированы по протоколам Р.А. Пол-тавцевой и соавт. [15].
В скором времени после лечения, пройденного в Москве, в 2005 г. мальчик был доставлен в Медицинский Центр «Шеба» (Sheba Medical Center) при Университете Тель-Авива в Израиле. При обследовании с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) в ЦНС были обнаружены новообразования, локализующиеся в правой субтенториальной области головного мозга и оказывающие давление на ствол головного мозга, а также в области конского хвоста спинного мозга. При повторных MPT-обследованиях было показано, что эти новообразования медленно растут.
В сентябре 2006 г., когда пациенту исполнилось 14 лет, была произведена резекция опухоли, располагавшейся в области L3—4 спинного мозга, при этом были обнаружены дополнительные «сателлитные» опухоли, примыкающие к корешкам спинного мозга выше от основного образования. Несмотря на то, что после операции пациент чувствовал себя нормально, МРТ в 2008 г. показала, что опухоль в области ствола мозга увеличилась примерно вдвое.
Удаленная опухоль была изучена на предмет ее клеточного состава и происхождения. Авторы провели целый ряд исследований: стандартное патогистологическое и иммуногистохимическое исследование на экспрессию клетками опухоли белков синаптофизина, NeuN (белок ядер нейронов), белков нейрофиламентов и GFAP (маркер активированной астроцитарной глии). Поскольку локализация опухолей примерно совпадала с местами инъекций фетальных НСК, было предположено, что она имеет происхождение из донорских клеток. Известно, что у пациентов с атаксией-телеангиэктазией в клетках повышена частота хромосомных аберраций, поэтому для подтверждения своего предположения авторы провели исчерпывающий цитогенетический и молекулярный анализ материала, выделенного из опухоли. Этот анализ включал в себя гибридизацию in situ (FISH) для определения половых хромосом в клетках опухоли и нормальных тканей пациента (мононуклеарах крови), определение полиморфизма гена atm, анализ единичных нуклеотидных замен в ДНК (SNP-анализ) и HLA-типирование данных клеток.
Гистологический и иммуногистохимический анализ показал, что опухоль состояла из нейронов, находящихся на разных стадиях дифференцировки, а также из глиальных клеток (в основном — астроцитов и эпен-димоцитов). Следует отметить, что эпендимоциты крайне редко присутствуют в спонтанно возникающих нейро-глиальных опухолях [16]. С помощью гибридизации in situ удалось выяснить, что клетки опухоли, полученные
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том IV, № 2, 2009
■ ИМИ!
Новости клеточных технологий
от пациента мужского пола (XY-кариотип), имели как XX, так и XY-набор половых хромосом. Они также несли в себе как нормальную, так и патологическую форму гена atm. SNP-анализ подтвердил, что клетки опухоли не могли возникнуть из собственных клеток пациента и ведут свое происхождение, по крайней мере, от двух разных доноров. Чтобы окончательно убедиться в достоверности полученного результата, авторы провели анализ полиморфных микросателлитных тетрануклео-тидных повторяющихся маркеров ДНК клеток опухоли и мононуклеаров крови пациента.
Несмотря на свою единичность, работа весьма убедительна, так как исследователи применили целый набор дублирующих друг друга тестов. Авторы считают, что иммунодефицит, характерный для атаксии-телеангиэк-тазии, сыграл решающую роль в развитии у пациента нейроглиальной опухоли.
В последние три месяца, по информации Nature, три биотехнологические компании получили разрешение на проведение клинических испытаний трансплантации фетальных нейронов и клеток-предшественниц нервной ткани, дифференцированных из ЭСК, в головной и спинной мозг пациентов с нейродегенеративными расстройствами. Все эти три компании — ReNeuron (Великобритания), Geron (США) и StemCells (США) — представили предварительные доклинические данные, свидетельствующие о безопасности и эффективности клеток, с которыми они работают.
В то же время, существуют предпосылки к дальнейшим ограничениям клинического применения стволовых клеток, как считает профессор неврологии в Университете Рочестера в Нью-Йорке и советник FDA (Food and Drug Administration) Стивен Голдман (Steven Goldman). Он говорит, что «различные условия культивирования, применяемые для наращивания необходимого количества клеток для трансплантации, могут приводить к нежелательным изменениям, происходящим с клетками».
Однако при этом следует помнить, что риски, связанные с трансплантациями различных типов стволовых клеток, обсуждаются в каждой публикации, посвященной данной теме. Пациентов (или их родителей), клиницисты всегда информируют об этих рисках. Этот случай вряд ли можно считать результатом ошибки московских клиницистов, которые провели трансплантацию, поскольку на данный момент в принципе не существует методик выделения, культивирования и дифференцировки НСК, полностью исключающих риск развития подобных опухолей при трансплантации человеку. Добавим, что у пациентов с атаксией-телеангиэктазией зарегистрированы случаи спонтанного развития астроцитом [17]. Достоверно установить, развились ли опухоли из донорских клеток, или же донорские клетки мигрировали в опухоли, образовавшиеся из собственных клеток пациента, только на основании данных, полученных ретроспективно, не представляется возможным.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Goldman S.A., Windrem M.S. Cell replacement therapy in neurological disease. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2006; 361: 1463—75.
2. Lindvall 0., Kokaia Z., Martinez-Serrano A. Stem cell therapy for human neurodegenerative disorders-howto make it work. Nat. Med. 2004;
10, Suppl: S42-50.
3. Lindvall 0., Kokaia Z. Stem cells for the treatment of neurological disorders. Nature 2DD6; 441: 1094—6.
4. Sohur U.S., Emsley J.G., Mitchell B.D., Macklis J.D. Adult neurogenesis and cellular brain repair with neural progenitors, precursors and stem cells. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2DD6; 361: 1477-97.
5. Flax J.D., Aurora S., Yang C. et al. Engraftable human neural stem cells respond to developmental cues, replace neurons, and express foreign genes. Nat. Biotechnol. 1998; 16: 1033—9.
6. Bjorklund L.M., Sanchez-Pernaute R., Chung S. et al. Embryonic stem cells develop into functional dopaminergic neurons after transplantation in a Parkinson rat model. PNAS 2002; 99: 2344—9.
7. Reubinoff B.E., Itsykson P., Turetsky T. et al. Neural progenitors from human embryonic stem cells. Nat. Biotechnol. 2DD1; 19: 1134—40.
8. Brustle 0., Jones K.N., Learish R.D. et al. Embryonic stem cell-derived glial precursors: a source of myelinating transplants. Science 1999; 285: 754-6.
9. Isacson 0., Deacon T.W., Pakzaban P. et al. Transplanted xenogeneic neural cells in neurodegenerative disease models exhibit remarkable axonal
target specificity and distinct growth patterns of glial and axonal fibres. Nat. Med 1995; 1: 1189-94.
10. Shiloh Y. Ataxia-telangiectasia: closer to unraveling the mystery. Eur. J. Hum. Genet. 1995; 3: 116-38.
11. Kondziolka D., Steinberg G.K., Wechsler L. et al. Neurotransplantation for patients with subcortical motor stroke: a phase 2 randomized trial. J. Neurosurg. 2005; 103: 38—45.
12. Erdo F., Buhrle C., Blunk J. et al. Flost-dependent tumorigenesis of embryonic stem cell transplantation in experimental stroke. J. Cereb. Blood. Flow. Metab. 2003; 23: 780-5.
13. Reubinoff B.E., Pera M.F., Fong C.Y. et al. Embryonic stem cell lines from human blastocysts: somatic differentiation in vitro. Nat. Biotechnol. 2000; 18: 399-404.
14. Arnhold S., Lenartz D., Kruttwig K. et al. Differentiation of green fluorescent protein-labeled embryonic stem cell-derived neural precursor cells into Thy-1 -positive neurons and glia after transplantation into adult rat striatum. J. Neurosurg. 2000; 93: 1026—2.
15. Poltavtseva R.A., Marey M.V., Aleksandrova M.A. et al. Evaluation of progenitor cell cultures from human embryos for neurotransplantation. Brain. Res. Dev. Brain. Res. 2002; 134: 149—54.
16. Rodriguez F.J., Scheithauer B.W., Robbins P.D. et al. Ependymomas with neuronal differentiation: a morphologic and immunohistochemical spectrum. Acta. Neuropathol. 2007; 113: 313—24.
18. Myagi K., Mukawa J., Florikawa K. et al. Astrocytoma linked to familial ataxia telangiectasia. Acta Neurochir. 1995; 135: 87-92.
Подготовила А.С. Гоигорян
По материалам: Amariglio N„ Hirshberg А„ Scheithauer B.W, et al. Donor-derived brain tumor following neural stem cell
transplantation in an ataxia telangiectasia patient, PLoS Medicine 2009; 6 (2): e1000029
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том IV, hl< 2, 2009
