Происхождение нашей крови может быть не совсем таким, как мы думали. Используя клеточное «штрих-кодирование» на мышах, новаторское исследование показало, что клетки крови происходят не из одного типа материнских клеток, а из двух, что может иметь последствия для рака крови, трансплантации костного мозга и иммунологии. Фернандо Камарго, доктор философии, из программы стволовых клеток в Бостонской детской больнице, возглавил исследование, опубликованное в журнале Nature 15 июня.

«Исторически люди считали, что большая часть нашей крови происходит из очень небольшого числа клеток, которые в конечном итоге становятся стволовыми клетками крови , также известными как гемопоэтические стволовые клетки », — говорит Камарго, который также является членом Гарвардского института стволовых клеток и профессор Гарвардского университета. «Мы были удивлены, обнаружив еще одну группу клеток-предшественников, которые не происходят из стволовых клеток. Они составляют большую часть крови во внутриутробном периоде до юношеского возраста, а затем постепенно начинают уменьшаться».

В настоящее время исследователи проверяют, применимы ли полученные данные и к людям. Если это так, то эти клетки, известные как эмбриональные мультипотентные клетки-предшественники (eMPP), потенциально могут стать основой для новых методов лечения для повышения иммунной системы стареющих людей. Они также могут пролить новый свет на рак крови, особенно у детей, и помочь сделать трансплантацию костного мозга более эффективной.

Сотовые «штрих-коды»

Команда Камарго применила метод штрихового кодирования, который они разработали несколько лет назад и задокументировали в Cell. Используя либо фермент, известный как транспозаза, либо редактирование гена CRISPR, они вставили уникальные генетические последовательности в эмбриональные клетки мыши таким образом, что все клетки, происходящие от них, также несли эти последовательности. Это позволило команде отслеживать появление всех различных типов клеток крови и их происхождение вплоть до взрослой жизни.

«Раньше у людей не было этих инструментов, — говорит Камарго. «Кроме того, идея о том, что стволовые клетки дают начало всем клеткам крови, была настолько укоренена в науке, что никто не пытался ее подвергнуть сомнению. Отслеживая то, что происходило с мышами с течением времени, мы смогли увидеть новую биологию».

Понимание старения иммунной системы

С помощью штрих-кодирования исследователи обнаружили, что eMPP, по сравнению со стволовыми клетками крови, являются более распространенным источником большинства лимфоидных клеток, важных для иммунных реакций, таких как В-клетки и Т-клетки. Камарго считает, что снижение eMPP, которое они наблюдали с возрастом, может объяснить, почему иммунитет людей ослабевает с возрастом.

«Сейчас мы пытаемся понять, почему эти клетки исчезают в среднем возрасте, что потенциально может позволить нам манипулировать ими с целью омоложения иммунной системы», — говорит Камарго.

Теоретически может быть два подхода: продление жизни клеток eMPP, возможно, с помощью факторов роста или иммунных сигнальных молекул, или лечение стволовых клеток крови с помощью генной терапии или других подходов, чтобы сделать их более похожими на eMPP.

Распаковка рака крови

Камарго также воодушевлен потенциальными последствиями для лучшего понимания и лечения рака крови. Например, миелоидные лейкозы, поражающие в основном пожилых людей, поражают миелоидные клетки крови, такие как гранулоциты и моноциты. Камарго считает, что эти лейкемии могут возникать из стволовых клеток крови, а лейкозы у детей, в основном лимфоидные лейкозы, могут возникать из eMPP.

«Мы пытаемся понять последствия мутаций, которые приводят к лейкемии, изучая их влияние как на стволовые клетки крови, так и на eMPP у мышей», — говорит он. «Мы хотим увидеть, являются ли лейкемии, возникающие из этих разных клеток происхождения, разными — лимфоидными или миелоидными».

Улучшение трансплантации костного мозга?

Наконец, признание того, что в крови есть два типа материнских клеток, может произвести революцию в трансплантации костного мозга .

«Когда мы попытались сделать пересадку костного мозга мышам, мы обнаружили, что eMPP плохо приживаются; они продержались всего несколько недель», — говорит Камарго. «Если бы мы могли добавить несколько генов, чтобы заставить eMPP приживаться в долгосрочной перспективе, они потенциально могли бы стать лучшим источником для трансплантации костного мозга. Они чаще встречаются у молодых доноров костного мозга, чем стволовые клетки крови , и они подготовлены для производства лимфоидных клеток . , что может привести к лучшему восстановлению иммунной системы и меньшему количеству инфекционных осложнений после трансплантации».