Fusion of bone marrow cells with muscle cells is not therapeutically effective

Full Text

В ряде экспериментальных исследований было показано, что системная или локальная трансплантация целого костного мозга (ТКМ) или его гемопоэтической фракции (ГК) может коррегировать такие мышечные дефекты как синтез дистрофина (на mdx модели миопатии Дюшенна) [3], токсическое и радиационное повреждение [1, 2, 4]. Клетки костного мозга обусловливают также регенерацию повреждённой сердечной мышцы [5, 6]. Механизм регенерации мышцы и терапевтический эффект после таких трансплантаций объясняют феноменом слияния клеток костного мозга с миоцитами хозяина [2, 7, 8]. Биологическое значение феномена слияния клеток костного мозгареципиента и хозяина остаётся неясным [8, 9, 10]. До настоящего времени, было показано, что слияние может обусловливать регенерацию повреждённой ткани и не нести никаких отрицательных последствий [2, 9, 10]. В недавнем исследовании, опубликованом в Journal Clinical Investigation, впервые показано, что слияние клеток костного мозга при генетической миопатии не имеет никакого смысла и терапевтически не эффективно.

Модель нарушения синтеза саркогликана-дельта (Sgcd-/-мыши) была предложена как альтернатива mdx модели миопатии Дюшенна. Основные преимущества этого подхода, по мнению исследователей, заключаются в том, что это эндогенный маркёр зрелых мышечных волокон, который образует мембрана-связанный комплекс, дефект которого влечёт повреждение других членов семейства саркогликанов и дистрофина. Это обусловливает развитие прогрессирующей мышечной дистрофии и кардиомиопатии [11]. ГК (side population) выделяли из костного мозга по методу Goodell (1996). Аллогенные (от здоровых мышей) трансгендерные трансплантации выполняли сублетально облучённым Sgcd-/-мышам внутривенно в дозе 4-30 тыс. клеток. Клетки идентифицировали по Y-хромосоме в биоптатах мышц бедра через 3 недели и через 3 месяца после трансплантации. Скопления донорских клеток обнаруживали у реципиентов между мышечными волокнами (более чем в 90%). Хороший engraftment ГК в дефектные мышцы наблюдали также в виде Y+ ядер в центре или по периферии миофибрилл. У каждой Sgcd-/-мыши-реципиента (n=14) исследовали по 10000 мышечных волокон на предмет синтеза саркогликана. Однако из такого огромного количества материала удалось обнаружить только 2 мышечных волокна, с подтверждённым синтезом этого белка. Предварительное облучение реципиентов значительно усиливало включение донорских клеток (с 0,82% до 4,2%). Таким образом, слияние ГК с мышечными волокнами не обеспечивает синтеза саркогликана, также как и скопление донорских клеток между миоцитами хозяина.

На модели кардиомиопатии Sgcd-/-мышей также наблюдали высокий engraftment донорских клеток в миокард хозяина, степень которого напрямую зависела от предшествующего облучения реципиентов и времени, прошедшего после трансплантации. Степень слияния клеток была аналогичной таковой в скелетных мышцах. Однако не было обнаружено ни одной клетки, экспрессирующей саркогликан, вне зависимости от положения Y+ ядра (внутри или вне кардиомиоцита хозяина). Прямая локальная трансгендерная аллогенная трансплантация первичных миобластов, выделенных от новорожденных доноров, напротив, приводила к восстановлению синтеза саркогликанов (всего комплекса семейства) миоцитами хозяина через механизм слияния. Наконец, локальное внутримышечное введение ГК, также, как и системная ТКМ (нефракционированного), не приводило к восстановлению синтеза саркогликана. Результаты исследования противоречат предшествующим работам [2-6] по изучению возможностей регенерации мышечной ткани методом трансплантации клеток костного мозга. В комментарии к этой статье высказано предположение о повторении опытов Lapidos с другими типами клеток костного мозга, такими как мезенхимальные и MAPC. Кроме того, чтобы сделать окончательные выводы о механизмах восстановления генной экспрессии дефектной мышцы методом клеточной трансплантации, необходимо провести эксперименты с другими метками (например, LacZ под миоспецифичными промотерами), с хроматин-ремоделирую- щими агентами (для снятия эпигенетической модификации гистонов) и т.д. Поскольку опыты с мышечными стволовыми клетками (миобластами - более «продвинутыми» в дифференцировке) были успешны, возникает гипотеза о недостаточной «декодировке» генной экспрессии в дефектной клетке посредством донорского (нормального) ядра более незрелой клетке (рис.). Авторы работы призывают воздержаться от клинических исследований по применению ТКМ и ГК с целью лечения мышечных дистрофий и кардиомиопатий.

Рис. Схема возможного репрограммирования ядра дефектного миоцита посредством слияния с донорской “нормальной” клеткой: I - все зрелые мышечные гены выключены; II - общие (коммитированные) гены включены, зрелые (специфические) - выключены; III - “ранние” мышечные гены включены, “зрелые” мышечные - выключены; IV - все мышечные гены включены (по Cossu G. J Clin Invest 2004; 114: 1542, с изменениями).

About the authors

A. V. Bersenev

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure. Scheme of possible reprogramming of the nucleus of a defective myocyte by fusion with a donor “normal” cell: I - all mature muscle genes are turned off; II - common (committed) genes are on, mature (specific) - are off; III - “early” muscle genes are turned on, “mature” muscle genes are turned off; IV - all muscle genes are included (according to Cossu G. J Clin Invest 2004; 114: 1542, with changes).

Download (110KB)

Indexing metadata