CC BY
31
■ ИМИ!
Новости клеточных технологий
ЕЕ^ЕШ
Фибробласты в качестве иммуносупрессоров -функциональный эквивалент мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток
К настоящему времени в нескольких независимых лабо раториях были продемонстрированы иммуномодулирующие эффекты мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток (ММСК) in vitro, такие как супрессия пролиферации аллогенных Т лимфоцитов [1], индукция анергии и апоптоза Т клеток [2], модуляция продукции цитокинов иммуноком петентными клетками [3] и ингибирование созревания дендритных клеток (ДК) [4]. Эта иммуномодуляция анти ген неспецифична и осуществляется через взаимодей ствия типа «клетка клетка», а также опосредована рядом растворимых факторов, таких как TGF р, PGE2 и метабо литы триптофана [5, 6]. Результаты ранних фаз клинических испытаний свидетельствуют о том, что внутривенное вве дение ММСК, изолированных из костного мозга и культи вировавшихся in vitro, препятствует развитию у пациентов, перенесших трансплантации ГСК, реакции «трансплантат против хозяина» (РТПХ) [7].
В 2007 году в Journal of Immunology была опубликована статья группы Collin М.Р. et al. В своей работе исследователи сравнили иммунологические характеристики фибробластов кожи человека и ММСК костного мозга. В отличие от пре дыдущих работ исследование выполнено не на коммерческих линиях фибробластов с измененными свойствами, а на пер вичной культуре.
Дермальные фибробласты были получены из биоптатов кожи. Их изолировали на основе адгезии к пластику и опре деления иммунофенотипа СВ73^СВ45~. ММСК получали из мононуклеарной фракции аспиратов костного мозга и про веряли их способность к дифференцировке в остеогенном, хондрогенном и адипогенном направлениях. Дендритные клетки (ДК) для исследования получали из CD14^ моноцитов крови, изолированных с помощью магнитного сортинга. Клет ки культивировали в течение 6 дней, после чего проводили их активацию LPS и TNF а. Также в качестве контрольных АПК были получены клетки Лангерганса, изолированные из фраг ментов кожи путём их спонтанной миграции из ткани.
В исследовании был определён характер взаимодействия фибробластов и ММСК с аллогенными иммунокомпетент ными клетками при обычном сокультивировании в реакции смешанной культуры лимфоцитов (РСКЛ), когда фибробла сты и ММСК добавляли в культуры CD3^ Т лимфоцитов и аллогенных ДК.
Было обнаружено, что дермальные фибробласты 1 6 пассажей способны подавлять иммунный ответ Т лимфо цитов на аллогенные ДК при соотношениях, аналогичных для ММСК. При этом используемые фибробласты были алло генны как Т клеткам, так и ДК. Также было показано, что фибробласты первичных культур супрессируют ответ Т лим фоцитов на аллогенные клетки Лангерганса и ДК в случае аутогенного происхождения ДК и фибробластов. Таким об разом, становится ясно, что иммуносупрессивный потенциал присущ всем без исключения дермальным фибробластам, а не только их отдельным субпопуляциям, получаемым в ре зультате культивирования in vitro.
Фибробласты ингибировали пролиферацию аллогенных Т клеток, активированных с помощью ДК, даже если клеточ ные популяции были разделены полупроницаемой мембра ной. Однако в этом случае эффект был выражен в меньшей
степени. Этот результат указывает на то, что растворимые факторы опосредуют иммуномодулирующие эффекты фиб робластов лишь частично, но непосредственный контакт кле ток остаётся одним из важных условий иммуносупрессии. Супернатанты культур фибробластов и смешанных культур также обладали иммуносупрессивными свойствами, кото рые проявлялись в той же степени, что и при разделении популяций клеток полупроницаемой мембраной. Таким об разом, активированные Т клетки стимулируют продукцию фибробластами ингибирующих сигналов, создавая систему с отрицательной обратной связью.
Исследователи также оценили роль в процессе иммуно супрессии IFN у. Оказалось, что блокирование IFN у ан тителами полностью нивелировало иммуносупрессивные эффекты как фибробластов, так и ММСК. Скорее всего, это связано с индукцией интерфероном синтеза простагланди нов и усилением метаболизма триптофана через индукцию фермента индоламин диоксигеназы.
Супрессия активности Т клеток была обратима. Если Т клетки, предварительно стимулированные аллогенными ДК в присутствии фибробластов или ММСК, извлекали из культуры, культивировали в течение 4 6 суток, а затем рестимулировали с помощью CD3/CD48, то Т клетки от вечали мощной пролиферацией.
Известно, что внутривенное введение ММСК пациен там с тяжёлыми формами РТПХ приводит к улучшению их состояния и в некоторых случаях - к полному исчезновению симптомов заболевания. Однако трудно сказать, каким образом этот эффект соотносится с иммунологическими свойствами данных клеток. Исследователи сделали попыт ку решить эту проблему, смоделировав РТПХ in vitro и оценив терапевтическую роль в ней как ММСК, так и фибробластов. В этой модели проводилась стимуляция Т клеток потенци ального «донора» антигенами аллогенного «реципиента» не посредственно во фрагменте кожи «реципиента», после чего можно было наблюдать выраженную гистопатологическую реакцию. В то же время, если Т клетки сенсибилизировали ДК в присутствии ММСК либо фибробластов, гистопатоло гическая реакция оказывалась как минимум слабее выраже на либо практически отсутствовала. ММСК и фибробласты, использовавшиеся в работе, обладали сходным фенотипом: они экспрессировали на мембране молекулы МНС I, CD73, CD90, CD105; более 30% фибробластов кожи экспрессировали также CD271, хотя данный маркер счи тается характерным для ММСК костного мозга и указыва ет на высокий пролиферативный и дифференцировочный потенциал [7].
Данное исследование показывает, что фибробласты об ладают сходными с ММСК иммунологическими свойствами, реализующимися через аналогичные механизмы супрессии активности Т клеток. Авторы считают, что иммуносупрес сивные свойства должны быть присущи всем фиброблас топодобным клеткам. По их мнению, это связано с при сутствием фибробластов во всех органах организма, в том числе в лимфоидных органах. Результаты данной работы указывают на потенциальную возможность использования аутогенных фибробластов в качестве аналогов ММСК при коррекции РТПХ.
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, № 3, 2007
■ И I II II
Новости клеточных технологий
ЛИТЕРАТУРА:
1. Bartholomew A., Sturgeon С., Siatskas М. et al. Mesenchymal stem cells suppress lymphocyte proliferation in vitro and prolong skin graft survival in vivo. Exp. Hematol. 2002; 30: 42 8.
2. Glennie S., Soeiro P, Dyson PJ. et al. Bone marrow mesenchymal stem cells induce division arrest anergy of activated T cells. Blood. 2005; 105[7): 2821 7.
3. Aggarwal S., Pittenger M.F. Human mesenchymal stem cells modulate allogeneic immune cell responces. Blood. 2005; 105[4): 1815 22.
4. Beyth S., Borovsky Z., Mevorach D. etal. Human mesenchymal stem cells alter antigen presenting cell maturation and induce T cell unresponsiveness.
Blood. 2005; 105: 2214 9.
5. Di Nicola M., Carlo Stella C., Magni M. et al. Human bone marrow stromal cells suppress T lymphocyte proliferation induced by cellular or nonspecific mitogenic stimuli. Blood. 2002; 99: 3838 43.
6. Krampera M., Cosmi L, Angeli R. et al. Role for interferon r in the immunomodulatory activity of human bone marrow mesenchymal stem cells. Stem Cells. 2006; 24: 386 98.
7. Quirici N., Soligo D., Bossolasco P. et al. Isolation of bone marrow mesenchymal stem cells by anti nerve growth factor receptor antibodies. Exp. Hematol. 2002; 30: 783 91.
Порготовипа А.С. Григорян
По материалам: Haniffa М., Wang X.-N., Holtick U. et al. Adult Human Fibroblasts Are Potent Immunoregulatory Cells and Functionally Equivalent to Mesenchymal Stem Cells. The Journal of Immunology 2007; 179: 1595-604
Клетки костного мозга мигрируют в места локализаций новообразований и приобретают фенотип опухолевых клеток
В настоящее время получены убедительные доказатель ства, что стволовые/прогениторные клетки костного мозга взрослых могут мигрировать в удаленно расположенные орга ны [1, 2]. В нормальных условиях миграция клеток костного мозга, по видимому, не играет какой либо существенной функциональной роли, тогда как при некоторых патологи ческих состояниях может иметь большое значение. Ранее было продемонстрировано, что клетки костного мозга мигри руют в очаги повреждений и/или воспаления, что опосредо вано градиентами концентраций некоторых ассоциируемых с воспалением хемокинов [3, 4]. Роль, которую играют миг рирующие клетки в очаге воспаления, остается предметом дискуссий. Благодаря секреции цитокинов, дифференциров ке в необходимые клеточные типы или клеточному слиянию они могут способствовать репаративной регенерации.
Houghton J. etal. предположили, что мигрирующие в очаги хронического воспаления клетки костного мозга могут пре терпевать злокачественную трансформацию и служить ис точником новообразований.В опубликованной ими работе в журнале Science они использовали облученных мышей, которым трансплантировали меченые клетки костного мозга [5]. Позднее, животные инфицировались хеликобактером Felix, в результате чего у мышей развивались очаги хрони ческого воспаления в слизистой оболочке желудка, которые прогрессировали до рака. В течение 20 недель после ин фицирования меченые клетки костного мозга мигрировали в очаги воспаления в слизистой оболочке желудка. Здесь они дифференцировались и приобретали морфологию эпители альных клеток, при этом сохраняя маркеры клеток костного мозга. Меченые дифференцированные клетки имели призна ки злокачественной трансформации, и, по мнению авторов, служили источником возникновения новообразований. Таким образом, Houghton J. et al. предложили новую модель воз никновения злокачественных новообразований в виде трансформации стволовых/прогениторных клеток костного мозга в условиях хронического воспаления. На основании данной модели легко объяснить такие присущие клеткам опухоли свойства, как способность к самообновлению, от носительная резистентность к апоптозу, способность к ме тастазированию и ранней диссеминации. Richard Peek из
Vanderbilt University School of Medicine, один из ведущих спе циалистов по изучению Helicobacter, назвал данную гипо тезу интересной и перспективной в контексте разработки методов, направленных на профилактику рака желудка [6].
Тем не менее, некоторые ведущие специалисты в обла сти исследований стволовых клеток выразили сомнения от носительно данной модели возникновения злокачественных новообразований. В частности, Ирвинг Вейсман подверг критике данную работу, так как в ней не была исключена возможность слияния клеток костного мозга с эпителиаль ными клетками слизистой оболочки желудка [6]. Используя разные методики (исследование гистологических срезов на предмет наличия двуядерных эпителиальных клеток с мет ками; FACS анализ окрашенных пропидием разных типов клеток для сравнительной оценки содержания ДНК; FISH анализ меченых эпителиальных клеток на предмет наличия слившихся клеток с фенотипом XXY, XXXY), J. Houghton et al. не обнаружили признаков стабильного слияния клеток. Однако, Ирвинг Вейсман указал, что нет никаких оснований отвергать возможность нестабильного слияния клеток с последующим редукционным делением. Более того, слияние клеток костного мозга с клетками эпителия слизистой обо лочки желудка может являться одним из механизмов кан церогенеза, аналогично концепции миелоидных гибридных клеток, развиваемой J. Pawelek [7].
В новой работе, опубликованной в журнале Stem Cells, С. Cogle et al. получили данные, что часть клеток в составе некоторых опухолей могут иметь костномозговое происхож дение. Однако при этом клетки костного мозга не являются источником новообразования. В исследовании не было обна ружено признаков стабильного или нестабильного слияния клеток опухоли и костного мозга. На первом этапе анализи ровались биоптаты аденом толстой кишки, обнаруженных у двух женщин с признаками РТПХ (диарея), ранее перенесших трансплантацию гемопоэтических клеток от несовместимых доноров мужчин. Так как аденомы были обнаружены всего лишь через 2 месяца после трансплантации, предполага лось, что они имеют полностью реципиентское происхож дение. К удивлению, от 1 до 4% опухолевых клеток несли маркеры клеток костного мозга. Эти эпителиальные клетки
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, № 3, 2007
