Bone marrow cells can be a reservoir of various neoplasm

Толық мәтін

Внедрение в клиническую практику методов трансплантации клеток для лечения негематологических заболеваний наряду с удивительными возможностями таит в себе и ряд потенциальных угроз. Дефицит клеточного материала приводит к попыткам экспансии необходимых популяций клеток in vitro. В процессе культивирования клетки находятся вне физиологического окружения. Использование факторов роста, отсутствие контроля со стороны иммунной системы и, возможно, факторов, контролирующих клеточную пролиферацию и апоптоз, могут являться причиной повышенного риска злокачественной трансформации. Подобные рассуждения подкреплены экспериментальными исследованиями, в которых наблюдалась спонтанная злокачественная трансформация различных популяций стволовых и прогениторных клеток костного мозга в культуре [1-3]. В настоящий момент уже получены первые данные, что культивируемые клетки могут являться источником опухолей при трансплантации экспериментальным животным [4]. Таким образом, риск возникновения новообразований у человека при трансплантации клеток представляет собой реальную угрозу. Соответственно, все аспекты процессов злокачественной трансформации исследуемых популяций клеток должны подвергнуться тщательному изучению.

В журнале «Neoplasia» исследовательской группой Liu опубликована работа, посвященная изучению опухолевого потенциала способных к адгезии клеток костного мозга мыши.

Изучаемую популяцию клеток в течение 7 дней подвергали обработке канцерогеном - 3-метилхолантреном. По истечении 8 недель после обработки наблюдались все признаки злокачественной трансформации клеток: характерные морфологические изменения, быстрый рост, утрата адгезии к пластику и контактного торможения. При культивировании в полутвердой среде около 18 из 4000 трансформированных клеток в течение 8 недель образовали колонии.

Исследование in vitro на наличие тканеспецифичных маркеров показало, что в стандартных условиях культивирования (DMEM и 10% FBS) трансформированные клетки костного мозга характеризуются высокой степенью экспрессии маркеров клеток эпителия, эндотелия, глии, нейронов и мышечных тканей.

Трансплантация трансформированных клеток мужских особей под кожу самок иммунодефицитных мышей приводила к появлению опухолей в месте инъекции у всех животных. При исследовании тканевых срезов наблюдались признаки злокачественных новообразований: атипия клеток, патологический митоз, гигантские опухолевые клетки, а в некоторых случаях - и инвазивный рост в окружающие ткани. Трансплантация клеток опухолей вторичным животным приводила к появлению аналогичных новообразований.

Гистологический и иммуноцитохимический анализ выявил следующие типы опухолей: опухоли из мышечных тканей, опухоли из эндотелия кровеносных сосудов, фибробластоподобные опухоли, эпителиальные опухоли, нейральные и малодифференцированные опухоли. Кроме того, встречались опухоли, в которых обнаружены дериваты разных зародышевых листков. Клетки всех новообразований содержали Y-хромосому и, следовательно, имели донорское происхождение.

Могут ли разные типы опухолей являться производными одной мультипотентной опухоль-инициирующей клетки? Для ответа на этот вопрос с помощью метода серийных разведений авторы клонировали трансформированные клетки. Отдельные клетки могли пассироваться не менее 10 раз без какой-либо потери способности к формированию колоний. Анализ наличия критических факторов транскрипции, необходимых для поддержания самообновления и плюрипотентности у эмбриональных стволовых клеток [5, 6], показал, что клонированные клетки характеризуются высокой степенью экспрессии OCT4, SOX2 и NaNoG.

В свою очередь, трансплантация клонированных клеток иммунодефицитным мышам приводила к формированию опухолей у всех животных. В одной из опухолей обнаружены дериваты трех зародышевых слоев, включая мышцы, хрящи, кератиноциты, плоский эпителий, однослойный эпителий, элементы глии и сходные с нейронами клетки. Следовательно, данное новообразование по всем формальным признакам являлось тератомой. В других новообразованиях обнаружены дериваты 1-2 зародышевых листков.

Таким образом, в данном исследовании показано, что отдельные трансформированные клетки были способны к самообновлению и формированию колоний (клонов). Клетки подобных колоний характеризовались высокой степенью экспрессии ключевых эмбриональных транскрипционных факторов OCT4, SOX2 и NANOG, а также многих тканеспецифичных маркеров. Кроме того, клонированные клетки могут являться источником разных типов новообразований и даже тератом при трансплантации иммунодефицитным мышам. По всем формальным признакам описанные выше трансформированные клетки костного мозга соответствуют определению мультипотентных опухоль-инициирующих клеток.

Остается неясным, какая популяция клеток костного мозга может являться источником мультипотентных опухоль-инициирующих клеток. Ранее разные исследовательские группы описали среди клеток костного мозга клетки с широкой потенцией к дифференцировке. В частности, группа M. Kucia описала популяцию клеток VSEL (very small embryonic-like) [7], группа C. Verfaillie описала MAPC (multipotent adult progenitor cells) [8]. Тем не менее, не исключено, что способность опухоль-инициирующих клеток к дифференцировке в производные трех зародышевых листков обусловлено мутациями и хромосомными перестройками, затрагивающими функционирование соответствующих генов.

Исследование Liu et al. является очередной работой, данные которой предостерегают нас от поспешных клинических испытаний. В настоящий момент мы не обладаем

достаточной информацией для оценки риска и профилактики возникновения новообразований, источником которых могут являться вводимые клетки. Этот аспект клеточной трансплантологии, несомненно, находится только в начальной фазе своего изучения и требует дальнейших крупномасштабных исследований.

Схема происхождения смешанных типов опухолей при трансплантации трансформированных клеток костного мозга иммунодефицитным мышам может быть объяснено двумя причинами: 1. Согласно первой гипотезе, среди трансформированных клеток костного мозга находятся коммитированные в разных направлениях дифференцировки опухолевые клетки-предшественники. Трансплантация смеси таких клеток иммунодефицитным мышам приводит к развитию смешанных типов опухолей. 2. Согласно второй гипотезе, среди трансформированных клеток костного мозга существуют мультипотентные опухоль-инициирующие клетки, которые имеют аналогичные эмбриональным стволовым клеткам потенции к дифференцировке. Экспериментальные данные, полученные путем клонирования единичных трансформированных клеток, свидетельствуют в пользу второй гипотезы. МХА - 3-метилхолантрен

Авторлар туралы

V. Sergeev

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: redaktor@celltranspl.ru

Әдебиет тізімі

Қосымша файлдар