Release of tissue niches in the bone marrow - a new direction of pre-transplant preparation of the recipient in hematology

Full Text

Эффективность трансплантации стволовых кроветворных клеток (СКК] при терапии ряда гематологических заболеваний, таких как тяжелый комбинированный иммунодефицит, некоторые лимфомы и лейкозы, экспериментально доказана и клинически подтверждена [1, 2]. В настоящее время наиболее оптимальным способом трансплантации СКК считается внутривенная трансфузия [1-3]. Источником клеточного материала является костный мозг HLA-идентичных/неидентичных доноров, из которого удалены дифференцированные клетки гемопоэтического ряда [4].

Существуют две основных проблемы, которые препятствуют достижению оптимальных результатов трансплантации, заключающихся в максимально полной реализации потенций введенных СКК и обеспечении нормального уровня дифференцированных клеток крови. Первая состоит в иммунологическом барьере, проявляющемся реакцией отторжения трансплантата. Данное осложнение не наблюдается при использовании HLA-совместимого клеточного материала, а также не характерно для пациентов с иммунодефицитными состояниями [1]. Другим фактором, ограничивающим эффективность трансплантации, является конкуренция СКК реципиента и донора за размещение в специфических костномозговых нишах, обеспечивающих реализацию потенций к дифференцировке [3, 5].

При введении аллогенных СКК в организм реципиента с тяжелым комбинированным иммунодефицитом без предварительных мероприятий, направленных на увеличение числа свободных ниш, и дополнительное подавление иммунитета, повышение уровня Т- и В-лимфоцитов связано с реализацией лишь 1% введенных клеток [6]. До настоящего времени в клинической практике в качестве предтрансплантационных мероприятий применяются химиотерапия и облучение, что в зависимости от типа заболевания, с одной стороны, обеспечивает либо ликвидацию малигнизированных клеток, либо подавление иммунитета, а с другой - освобождение костномозговых ниш от пула СКК реципиента. Это вызывает ряд осложнений, проявляющихся в пострансплантационном периоде (эндокринопатии, гепатопатии, расстройства дыхательной и нервной систем, остеопения] [7]. В этой связи, усилия исследователей направлены на разработку более безопасных подготовительных мероприятий клеточной терапии.

В журнале Science I. Weissman с соавт. опубликовали экспериментальные материалы, указывающие на высокую эффективность предварительного освобождения ниш СКК от нативных клеток без осуществления радикальных процедур. Работа проводилась на иммунодефицитных мышах. Исследователи индуцировали миграцию эндогенных СКК из занимаемых ниш посредством блокады их антигена c-kit антителами АСК2. Именно эти моноклональные антитела способствовали наиболее успешному снижению пула недифференцированных гемопоэтических клеток в костном мозге по сравнению с оцененными в работе 2BS, a-Sca1, ß-integrin а4, a-ESAM1. C-kit - мембранный рецептор (CD 117], агонистом которого является фактор стволовых клеток (stem cell factor, SCF], регулирующий пролиферацию клеток, их рост, дифференцировку, адгезию и миграцию [8]. Следовательно, образование временного комплекса «c-kit-ACK2» блокирует SCF-зависимые пути внутриклеточной сигнализации, предотвращая экспансию малодифференцированных клеток в строме костного мозга.

Исследователи внутривенно вводили антитела иммунодефицитным и нормальным мышам, часть из которых на 9 день использовали в качестве доноров красного костного мозга для летально облученных животных. Эффективность трансплантации оценивалась посредством установления концентрации гранулоцитов периферической крови, дифференцировавшихся из введенной фракции мононуклеаров костного мозга, меченных GFP. Количество специализированных клеток гемопоэтического ряда в этом случае было на 90% ниже, чем при использовании костного мозга мышей, не подвергнутых действию АСК2. Полученные результаты свидетельствуют о снижении численности СКК костного мозга вследствие использовании АСК2.

Трансфузию суспензии недифференцированных гемопоэтических клеток производили спустя неделю после введения антител, что было необходимо для полной элиминации остаточной концентрации АСК2 из организма. Ежедневный контроль титра антител в сыворотке крови позволил исследователям предотвратить возможное действие остаточных АСК2 на вводимые клетки. Возвращение уровня недифференцированных клеток гемопоэтического ряда к нормальной величине, то есть освобождение CD 117 от антител, отмечалось на 23 день после введения АСК2, следовательно, при использовании данных антител создается своеобразное «временное окно», в рамках которого организм наиболее восприимчив к трансплантации.

Авторы предположили, что при освобождении костномозговых ниш реципиента химеризм СКК и гранулоцитов периферической крови находится в линейной зависимости с численностью вводимой клеточной популяции, что и было подтверждено посредством введения различных количеств клеток, меченных GFP. Наилучшие результаты были достигнуты при введении 35OOO мононуклеарных клеток костного мозга - химеризм гранулоцитов периферической крови составлял до 90%. Эти данные в перспективе можно использовать для подсчета оптимального числа СКК, необходимых для осуществления трансплантации в организм человека.

Таким образом, исследователи продемонстрировали, что эффективная трансплантация аллогенных СКК может быть осуществлена без уничтожения недифференцированных гемопоэтических клеток реципиента облучением или химиотерапией. Однако блокада c-kit не позволяет отказаться от использования радикальных мероприятий при онкологических заболеваниях, но является перспективным методом оптимизации трансплантации СКК. Кроме того, в работе упущена оценка возможных побочных реакций, связанных с блокированием CD117, экспрессия которого характерна для интерстициальных клеток Кахаля, меланоцитов, сперматогоний и тучных клеток [9, 10].

About the authors

I. Ya. Bozo

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

References

Supplementary files