CC BY
18
■ ИМИ!
Новости клеточных технологий
ЕЕ^ЕШ
НОВОСТИ КЛЕТОЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ
Специфичный иммунный ответ к маркёру плюрипотентности стволовых клеток 50X2 у пациентов с моноклональной гаммапатией ассоциируется с благоприятным прогнозом
Иммунный ответ к опухолевым антигенам может играть важную роль в борьбе со злокачественными новообразова ниями. Тем не менее, использование разных видов активной и пассивной иммунотерапии, как правило, имеет лишь огра ниченный эффект. Это может быть связано с иммунной не компетентностью организма на поздних стадиях развития новообразования, разными механизмами «ускользания» злокачественных клеток от иммунного ответа или развита ем стойкой толерантности. Более того, в настоящий момент не существует убедительных доказательств ассоциации иммуносупрессии с повышенной частотой опухолевых за болеваний. Для больных с иммуносупрессией, как правило, характерна повышенная частота возникновения только тех новообразований, которые в своей основе имеют вирусную природу.
Вместе с тем, большому ряду злокачественных опухолей предшествуют доброкачественные (премалигнантные) обра зования. Логично предположить, что на момент возникнове ния последних организм пациентов, как правило, является иммунокомпетентным, а разные механизмы, обуславлива ющие «ускользание» опухолевых клеток от иммунного ответа, еще не формируются. Тем не менее, данная проблема ос тается практически не изученной.
Согласно широко используемых в настоящий момент REAL (1994) и ВОЗ (1997) классификаций онкологических заболеваний гематологической и лимфоидной систем, сре ди плазмоклеточных опухолей выделяют моноклональную гаммапатию неустановленного значения (МГНЗ) и различ ные варианты множественной миеломы (ММ). В основе МГНЗ лежит появление патологического клона плазматичес ких клеток, которые вырабатывают моноклональный имму ноглобулин. МГНЗ характеризуется отсутствием какой либо клинической картины и выявляется только при обнаруже нии в сыворотке крови или моче моноклональных иммуно глобулинов или при исследовании клеток костного мозга. Данная патология обнаруживается примерно у 3% взрос лых старше 50 лет [1 ]. У 1% пациентов с МГНЗ в течение каждого года проходит трансформация заболевания в ММ с появлением характерной клинической картины.
Исследовательская группа R. Spisek etal. изучает иммун ный ответ, направленный на опухолевые антигены при МГНЗ и ММ. В предыдущей работе они показали, что у пациентов с МГНЗ может возникать иммунный ответ по отношению к трансформированным плазматическим клеткам [2]. Тем не менее, специфические антигены, распознаваемые лимфо
цитами, а также значение этого феномена для течения за болевания оставались неясными.
В недавнем исследовании, опубликованном в Journal of Experimental Medicine, авторы пытались идентифицировать опухолевые антигены, которые являются мишенями для им мунного ответа у данных пациентов. В сыворотке крови больных были обнаружены антитела G класса к 27 из 83 ис следованных опухолевых антигенов. Интересным фактом стало наблюдение, что антитела к антигену S0X2 наблюда лись у некоторых пациентов с МГНЗ, но ни у одного пациента с ММ. S0X2 специфичные CD8^ и CD4^ Т лимфоциты были обнаружены только у ряда пациентов с МГНЗ. CD4^ Т лимфо циты продуцировали у интерферон и, следовательно, относи лиськТМ субпопуляции.
В норме транскрипционный фактор S0X2 экспресси руется у эмбриональных и нейральных стволовых клеток, и играет ключевую роль в регуляции самообновления и плю рипотентности [3, 4]. С другой стороны, у пациентов с ММ среди плазматических клеток существует небольшая попу ляция CD138 клеток, которые имеют характеристики опу холевых стволовых клеток [5]. Учитывая важную роль S0X2 в поддержании фундаментальных свойств «стволовости», авторы предположили, что экспрессия описанного транскрип ционного фактора может являться маркером опухолевых клоногенных клеток у пациентов с МГНЗ.
При анализе распределения экспрессии S0X2 среди плаз матических клеток у пациентов с МГНЗ было обнаружено, что S0X2 является специфическим маркером CD138CD19lgLl0Va субпопуляции клеток, которая составляла не более 0,51,5 процентов мононуклеарных клеток костного мозга. Именно клетки данного фенотипа были описаны как ОСК при ММ [6]. Однако у пациентов с ММ экспрессия S0X2 наблю далась и в более дифференцированной популяции клеток CD138 lgLhigh. Значение выявленного феномена в трансфор мации МГНЗ в ММ остается неясным.
Для оценки влияния S0X2 специфичного иммунного ответа на рост опухолевых клеток при МГНЗ авторы ко куль тивировали плазматические клетки с мононуклеарными клетками крови пациентов, предварительно обработанных пептидами S0X2. В описанных условиях наблюдалось зна чительное подавление роста колоний опухолевых клеток. Это наблюдение свидетельствует, что S0X2 специфичный иммунный ответ ингибирует формирование колоний, источ ником которых являются S0X2^ клетки, что может ассоции роваться с благоприятным прогнозом у пациентов с МНГЗ.
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, № 3, 2007
■■■ ■ І І І І І І І -ф- І ■ ■ тп
Новости клеточных технологий
Клетки опухолей при МГНЗ и ММ не являются однородными и состоят как минимум из двух неравнозначных популяций. Основная популяция по степени дифференцировки соответствует плазматическим клеткам и имеет фенотип С0138’1дЦ^’. Меньшая популяция соответствует предшественникам плазматических клеток, имеет фенотип Сй138 0019~1ф.Ы1 и, по-видимому, является ОСК. Клетки разных популяций экспрессируют различные наборы опухолевых антигенов, так как имеют разные стадии дифференцировки (А). Иммунный ответ, специфичный к антигенам плазматических клеток, не будет играть значительной роли в динамике развития опухоли, так как эта популяция не имеет большого значения в ее существовании (Б). С другой стороны, иммунный ответ, направленный на антигены ОСК, может подавлять развитие опухоли или даже приводить к ее регрессии (В). Предполагаемыми мишенями иммунного ответа в последнем случае могут являться продукты генов, играющих ключевую роль в фундаментальных свойствах стволовых клеток -самообновлении и плюрипотентности. Один из таких факторов, 50X2, является предметом обсуждения данной статьи
С другой стороны, у пациентов с ММ не наблюдалось сколь ко нибудь заметных изменений роста злокачественных клеток, когда ко культивировались с мононуклеарными клетками костного мозга, предварительно активированных пептидами Б0Х2.
Анализ двухлетней выживаемости пациентов показал, что все пациенты с иммунным ответом на Б0Х2 антиген не имели прогрессии заболевания в течение срока наблюдения (2 года), тогда как среди другой популяции больных эта цифра соста вила всего 30%. Более того, пациенты с наличием Б0Х2 специфичных лимфоцитов характеризовались менее зна чительными изменениями уровня моноклональных антител.
Таким образом, специфический иммунный ответ к фак тору транскрипции 80X2, ассоциируется с благоприятным прогнозом у пациентов с МГНЗ. Примечательно, что ми шенью иммунного ответа в данном случае является лишь небольшая популяция клоногенных 00138 клеток, так как Б0Х2 является их маркером. Это наблюдение служит оче редным подтверждением ключевого значения ОСК в су ществовании опухолей и указывает на значительные перспективы терапевтических подходов, направленных на элиминацию данной популяции клеток. Кроме того, авторы отмечают, что, несмотря на экспрессию Б0Х2 нейраль ными стволовыми клетками, ни у одного пациента не было обнаружено каких либо видимых аутоиммунных поражений
ЦНС. В целом, описанные наблюдения, на первый взгляд, свидетельствуют, что индукция эффективного иммунного ответа к популяции клоногенных клеток может являться высокоэффективной профилактической мерой трансфор мации МГНЗ в ММ.
С другой стороны, причины отсутствия иммунного ответа у большой группы пациентов с МГНЗ остаются неясными. Авторы не описывают у данной категории больных каких либо клинически выраженных признаков иммунодефицита. Более того, мононуклеарные клетки крови всех испытуемых обладали аналогичной реактивностью к целому ряду вирус ных пептидов. Таким образом, отсутствие Б0Х2 специ фичного ответа вряд ли можно объяснить особенностями иммунологической реактивности данной группы пациентов. Более того, этот феномен может объясняться существова нием двух типов МГНЗ, при которых в одном из них возник шие изменения изначально позволяют опухолевым клеткам избегать иммунологического надзора или индуцировать им мунологическую толерантность (или наоборот). Кроме того, учитывая небольшой период наблюдения за пациентами с МГНЗ, не исключено, что эти состояния являются разны ми фазами одного патологического процесса. В целом, на основании данного исследования вряд ли можно оценить перспективы индукции эффективного Б0Х2 специфичного иммунного ответа у данной категории пациентов.
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, № 3, 2007
А
I I I I I I
ГЕ^КШ
Новости клеточных технологий
ЛИТЕРАТУРА:
1. Kyle R., Therneau Т., Rajkumar V. et al. Prevalence of Monoclonal Gammopathy of Undetermined Significance. N. Engl. J. Med. 2006; 354:1362 9.
2. Dhodapkar М., Krasovsky J., Osman K. and Geller M. Vigorous Premalignancy specific Effector T Cell Response in the Bone Marrow of Patients with Monoclonal Gammopathy. J. Exp. Med. 2003; 198[11): 1753-7.
3. Wegner M. and Stolt C. From stem cells to neurons and glia: a Soxist's view of neural development. Trends Neurosci. 2005; 28: 583-8.
4. Boyer L, Lee T., Cole M. et al. Core transcriptional regulatory circuitry in human embryonic stem cells. Cell. 2005; 122: 947-56.
5. Matsui W., Huff C., Wang Q. et al. Characterization of clonogenic multiple myeloma cells. Blood. 2004; 103: 2332-6.
Подготовил B.C. Сергеев
По материалам: Spisek R„ Kukreja A, Chen L.C. et al. Frequent and specific immunity to the embryonal stem cell-associated antigen S0X2 in patients with monoclonal gammopathy. The Journal of Experimental Medicine 2007; 204: 831 -40
Участие стволовых клеток в образовании новых волосяных фолликулов после экспериментальной травмы
Ранее существовавшая модель репаративной регенера ции кожи млекопитающих предполагала, что волосяные фол ликулы закладываются в процессе эмбриогенеза и не спо собны образовываться в течение жизни de novo. Наблюдения последних 50 лет свидетельствуют о том, что мышей, кроли ков и человека фолликулы все таки способны формировать ся заново в процессе заживления кожи [1 3]. Однако из за отсутствия очевидных доказательств эти исследования на некоторое время прекратились.
Результаты нового исследования, руководимого George Cotsarelis в University of Pennsylvania School of Medicine, ука зывают на то, что при заживлении ран кожи у взрослых мышей формируются новые волосяные фолликулы (ВФ) и их фор мирование протекает по сценарию, во многом сходному с процессом развития фолликулов в эмбриогенезе. Оказалось, что эпидермис может воссоздавать новый фолликул в процес се заживления и во многом это зависит от характера раны.
После нанесения обширных глубоких кожных ран (1 — 2,25 ста) на спине мышей исследователи обнаружили, что после закрытия их площадь была чуть больше 0,5 см в ди аметре, а новые волосы начинали расти в центре области повреждения. Исследование гистологических срезов кожи (через 1419 дней после нанесения раны), образовавшей ся на месте раны, выявило изменения, напоминающие стадии эмбрионального развития фолликула.
В онтогенезе формирование нового ВФ начинается с закладки группы эпидермальных клеток, экспрессирующих цитокератин 17, т. н. эпителиальной плакоды. Спустя несколь ко стадий эпителио мезенхимальных переходов (контроли руемых молекулами сигнального пути Wnt) клетки плакоды формируют зрелую структуру фолликула, проходящую все фазы роста волос.
Почему эти процессы не были достаточно изучены на че ловеке? Возможно, потому, что глубокие кожные раны у че ловека лечат с использованием искусственных лоскутов и нитей, что может препятствовать образованию фолликулов.
В нормальных условиях эпидермис и ВФ поддерживают ся двумя отдельными пулами стволовых клеток [4, 5]. При заживлении раны клетки из субфолликулярной области вно сят основной вклад в процесс реэпителизации (процесс формирования нового слоя эпидермиса, закрывающего дерму). Это указывает на то, что стволовые клетки этой об ласти могут дифференцироваться в кератиноциты.
Оставляя раны открытыми, ученые проследили судьбу стволовых клеток ВФ, которые находятся внутри сосочка и в субфолликулярной выпуклой области утолщения (bulge).
Каково происхождение клеток, формирующих новый фол ликул? Существует два наиболее очевидных ответа на данный вопрос. Один из них состоит в том, что клетки могут мигри ровать из уже существующих фолликулов, находящихся вблизи края раны. Другой предполагает, что предшественни ки нового фолликула уже находятся во внутрифолликулярном эпидермисе и под воздействием сигнальных молекул могут формировать новый фолликул.
Для определения происхождения фолликулов ученые использовали трансгенных мышей, у которых клетки суб фолликулярной области утолщения несли генную метку, с помощью которой за ними можно было проследить после на несения травмы. Авторы обнаружили что клетки, из которых возникает новый фолликул, происходят из внутрифоллику лярного эпидермиса, однако не из предсуществующих клеток субфолликулярной области утолщения, прилегающей к фолликулу (их содержание в соответствии с меткой не пре вышало 3%).
Однако до сих пор не ясно, происходят ли новые фолли кулы от стволовых клеток эпидермиса или они являются про дуктом де дифференцировки взрослых эпидермальных кле ток. Известно, что эпидермис может вносить значительный вклад в образование производных кожи (железы, волосы, перья), это происходит под воздействием изменения кон центрации специфических молекул. Например, слизистая оболочка полости рта в определенных условиях способна формировать примитивные закладки, напоминающие зубы, а эпителий роговицы может стать волосяным фолликулом [6]. Все эти изменения возникали как следствие нарушения баланса определенных молекул в клетке. Например, р ка тенина, широко известного компонента сигнального пути, опосредованного белками группы \Nrit, регулирующими эм
р
лировать развитие новых волосяных фолликулов в коже взрос лых мышей не затрагивая пул клеток субфолликулярной области [7]. Однако такие клеточные процессы происходят в условиях эксперимента.
Новым фактом, описанным Мауипт 1Ш с коллегами, яв ляется то, что процесс заживления кожной раны стимули рует образование новых волосяных фолликулов спонтанно. Поскольку картина заживления кожной раны, описанная учёными, очень напоминает события, происходящие в эмб риогенезе, возможно, что развитие волоса при этом также происходит через сигнальный путь \ZVnt. Исследователи по казали, что ранение активирует \AZnt опосредованный сиг нальный путь, который необходим для нормального развития
Клеточная трансплантология и тканевая инженерия Том II, № 3, 2007
