Поиск Кабинет

Иммуногенность эмбриональных стволовых клеток — реакция отторжения при аллогенной трансплантации

Подготовил B.C. Сергеев по материалам Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2005; 28:461-466

Степень иммунной реакции реципиента на вводимые эмбриональные стволовые клетки [ЭСК] и их дериваты является одним из ключевых вопросов, ответ на который определит будущие возможности и особенности их применения в медицине. В настоящее время существуют значительные противоречия во взглядах на способность ЭСК индуцировать специфический иммунный ответ. Исследовано наличие ключевых молекул на поверхности ЭСК, ответственных за взаимодействие с клетками иммунной системы. Было показано, что для ЭСК характерна низкая степень экспрессии антигенов MHC-I и отсутствие экспрессии антигенов MHC-II [1, 2]. Таким образом, ЭСК, как и все другие клетки, экспрессирующие MHC-I, должны распознаваться и уничтожаться аллогенными Т-лимфоцитами в реакции отторжения [3]. С другой стороны, показано, что ЭСК не стимулируют аллогенные Т-лимфоциты в кокультуре и, более того, ингибируют их пролиферацию в смешанной реакции лимфоцитов [1]. Ингибирующий эффект пропорционален количеству ЭСК и, в целом, имеет сходные черты с иммуномодулирующими эффектами костномозговых стромаль-ных/мезенхимальных стволовых клеток [4]. Описанный феномен позволил предположить иммунопривилегиро-ванный статус ЭСК, в том числе и при их трансплантации аллогенному реципиенту.

Необходимо отметить, что иммуногенность ЭСК изучалась, главным образом, в опытах in vitro, и представления о характере взаимодействия ЭСК с иммунной системой реципиента до недавнего времени оставались лишь результатом умозаключений. Недавно группа Kofidis Т. исследовала иммунологические аспекты трансплантации ЭСК в опытах in vivo. Авторы не изучали иммуногенность предиф-ференцированных производных ЭСК.

Мышиные ЭСК, меченые маркёрным геном GFP, инъецировались интрамиокардиально в зону инфаркта, полученную в результате предварительной перевязки коронарной артерии. Трансплантация производилась трем группам животных: группа 1 - аллогенные животные, 2 - сингенные мыши [контроль], группа 3 - мыши с тяжелым комбинированным иммунодефицитом [SCID]. Оценка иммунного ответа реципиентов производилась в разные сроки посттрансплантаци-онного периода [1-я, 2-я и 4-я недели]. Гистологическими и иммуногистохимическими исследованиями окружающих тканей сердца определялись характер экспрессии молекул MHC, степень инфильтрации лейкоцитами и оценка клеточного состава инфильтрата.

Схема этой части эксперимента представлена на рисунке.

Через 2 недели после трансплантации у всех животных сформировались большие инфильтраты в области введения клеточных трансплантатов, размер которых несколько уменьшался к 4-й неделе. На 4-й неделе посттранспланта-ционного периода имели место выраженная клеточная дисплазия и ядерный полиморфизм, тем не менее, классической тератомы на данном сроке не наблюдалось. Иммуногис-тохимическое исследование показало наличие множества Т-лимфоцитов и дендритных клеток [ДК] вокруг и внутри инфильтрата у мышей другой линии [аллогенная трансплантация], их незначительное количество имелось у сингенных мышей и полное отсутствие наблюдалось у SCID-мышей. Т-лимфоциты концентрировались вокруг трансплантата, тогда как ДК располагались, главным образом, внутри него. Часть ДК алллогенной группы животных имела донорское происхождение. Количество клеток исследуемых популяций у ал-логенных мышей прогрессивно возрастало от 1-й к 4-й неделям. Экспрессия молекул MHC I класса клетками донора наблюдалась у всех групп животных. При аллогенной трансплантации она была максимально высока на 1-й неделе, значительно возрастала ко 2-й и затем снижалась к 4-й неделе посттрансплантационного периода. Экспрессия молекул MHC II класса клетками донора наблюдалась только у аллогенной группы мышей. В этой же группе обнаруживали выраженный гуморальный ответ в виде аллоантител, титр которых возрастал к 4-й неделе.

Схема эксперимента:

1 - трансфекция ЭСК мыши линии 129sv вектором pEF-1 a-EGFP с получением колонии, экспрессирующей GFP;

2 - перевязка крупного артериального ствола сердца (leftanterior descending artery) мышей с последующим получением экспериментального инфаркта миокарда;

3 - трансплантация трансфецированных ЭСК в область инфаркта миокарда трем линиям мышей (группа 1 -аллогенные мыши линии BALB/c, группа 2 — сингенные мыши линии 129sv, группа 3 — мыши с тяжелым комбинированным иммунодефицитом - SCID);

4 — гистологическое и гистохимическое исследование тканей сердца на 2-й неделе посттрансплантационного периода (мыши первой группы - выраженная инфильтрация Т-лимфоцитами и дендритными клетками, мыши второй группы - единичные лимфоциты в пограничных с инфарктом зонах миокарда, мыши третьей группы - полное отсутствие лимфоцитов и дендритных клеток). Анализ продукции цитокинов реактивными Т-лимфоци-тами селезенки показал существенное возрастание IL-2 и INF-g у алллогенной группы мышей к 4-й неделе посттранс-плантационного периода в сравнении с животными контрольной группы.

Таким образом, мышиные ЭСК, трансплантированные аллогенному реципиенту, инициируют выраженное и прогрессирующее иммунное отторжение. Ответ хозяина на вводимые клетки осуществляется посредством клеточных и гуморальных реакций. Реакции клеточного иммунитета реализуются через инфильтрацию клеточного транспланта- та и окружающих тканей Т-лимфоцитами и дендритными клетками. Реакции гуморального иммунитета осуществляются посредством выработки специфических к антигенам трансплантированных клеток антител. В спектре цитокинов, секретируемых реактивными лимфоцитами селезенки, преобладают IL-2 и INF-g что свидетельствует о преобладании реакций клеточного иммунитета [Th-1 тип). В целом, несмотря на отсутствие прямых доказательств наличия алло-реактивных Т-лимфоцитов, наблюдаемая картина соответствует стандартной динамике «острого отторжения» аллотрансплантата, обусловленного первичной активацией Т-клеток [5].

Уменьшение размеров зоны занятой клеточным трансплантатом к 4-й неделе посттрансплантационного периода наблюдалось и в других группах животных, что свидетельствует о наличии неиммунных механизмов гибели клеток. Так как в данных экспериментах ЭСК вводились в зону инфаркта, полученного путем перевязки крупного артериального ствола, такая гибель клеток вполне может быть обусловлена ишемическим повреждением.

Инициация иммунных реакций у алллогенной группы мышей показанная в работе, не вызывает сомнений. Поэтому концепция иммунопривилегированности ЭСК не подтверждается в опытах in vivo. Тем не менее, по-видимому, ЭСК, их коммитированные производные и клетки взрослого животного могут значительно различаться по способности индуцировать иммунный ответ реципиента.

Максимальная выраженность проявлений иммунного ответа определялась на 2-4-й неделях посттрансплантаци-онного периода. На эти же сроки приходится максимальная выраженность экспрессии донорскими клетками молекул MHC I класса и маркеров дифференцировки по направлению к органоспецифическим клеткам-предшественникам. На основании совпадения этих позиций авторы предполагают, что недифференцированные ЭСК должны быть менее иммуногенны, чем их предифференцированные производные. С другой стороны, такое совпадение может быть случайным, и динамика иммунного ответа может не зависеть от вышеперечисленных факторов.

Авторы не сравнивали степень иммуногенности недифференцированных ЭСК, их предифференцированных производных и клеток взрослых животных. Подобное сравнение с клетками человека проведено группой Drukker в опытах in vivo [7]. Этой группой было показано, что диффе-ренцированные/предифференцированные производные ЭСК менее иммуногенны, чем клетки взрослого человека [7]. Исследования Kofidis et al. и Drukker et al. значительно отличаются друг от друга, поэтому изучение иммуногенно-сти производных ЭСК in vivo будет являться предметом будущих исследований.

Таким образом, недифференцированные ЭСК способны стимулировать реакцию «хозяин против трансплантата» при введении иммунологически несовместимому [аллогенному) реципиенту. Основным механизмом реакции отторжения является активация Т-лимфоцитов. Имеющиеся в настоящее время экспериментальные данные позволяют предположить меньшую иммуногенность недифференцированных/ предифференцированных ЭСК в сравнении с клетками взрослого организма. Важным направлением будущих экспериментов станет исследование способности коммитированных производных ЭСК индуцировать иммунный ответ, так как именно они являются наиболее перспективным клеточным материалом для трансплантаций. Кроме того, в настоящий момент обсуждаются разные стратегии обхода трансплантационного барьера при введении несовместимых ЭСК [8, 9].

Подписаться на новости
973
Дата: 28 июля 2005 г.
© При копировании любых материалов сайта, ссылка на источник обязательна.
Подняться вверх сайта