Всі публікації

Жизнь – это единство связей, сплетение силовых линий и несправедливость.

Антуан де Сент-Экзюпери

В последней статье мы говорили о фетальном микрохимеризме – переходе стволовых клеток плода в организм матери через плацентарный барьер. Однако это путь с двусторонним движением. Клетки беременной женщины тоже способны переходить в развивающийся организм плода. Это явление получило название «материнский микрохимеризм».

Принципиальное отличие фетального и материнского микрохимеризма заключается в том, что мать получает стволовые/прогениторные клетки своего ребенка, у которого иммунная система только начинает формироваться, тогда как плод в основном получает зрелые клетки периферической крови матери, включая макрофаги, В-клетки, NK-клетки и T-киллеры [Loubiеre L.S. et al. Lab. Invest. 2006, 86: 1185–1192]. При этом Т-лимфоциты матери сохраняют активность: у 15% новорожденных, матери которых имели антитуберкулиновый иммунитет, в крови найдены лимфоциты, реактивные к туберкулину. В то же время, ни у одного из детей, родившихся у не иммунных матерей, таких клеток не было [Keller M.A. et al. Pediatr. Res. 1987, 22 (3): 277–281]. Казалось бы, что это лишь подтверждает известный факт, что в первые месяцы жизни иммунная система матери защищает своего ребенка, а значит, материнский микрохимеризм имеет положительное значение.

Однако оказалось, что материнские клетки могут иметь отношение к развитию аутоиммунных заболеваний, при которых иммунная система разрушает ткани собственного организма.

Но тогда получается, что аутоиммунные болезни новорожденных вовсе даже и не аутоиммунные, а представляют собой частный случай реакции «трансплантат против хозяина»! Например, при ювенильном дерматомиозите материнские иммунные клетки, выделенные из крови больных, реагируют на другие клетки этих же пациентов. В миокарде мальчиков с синдромом волчанки, умерших от острой сердечной недостаточности, обнаружены женские клетки, которые ребенок мог получить только от матери. У плодов, погибших по другим причинам, такие клетки отсутствовали или встречались крайне редко. Предполагается, что подобные клетки исходно являлись стволовыми или прямыми их производными: они дифференцировались в организме плода и интегрировались в сердечную ткань. Но затем, после экспрессии, на их поверхности молекул главного комплекса гистосовместимости началась атака иммунной системы ребенка на чужеродные HLA-молекулы.

Не связан ли материнский химеризм с развитием ювенильного диабета? Вполне возможно, ведь клетки матери обнаружены во многих органах ребенка, в том числе и в поджелудочной железе…

 Обратите внимание на локализацию материнских клеток в организме ребенка (см. Рис. 1) и сравните ее с вот этим списком заболеваний, при которых обнаружен материнский микрохимеризм (замечу, что список не полный):

  • атрезия желчного протока (смертельно опасная для плода патология);
  • ювенильный дерматомиозит (неадекватная иммунная реакция в отношении кожи и мышц);
  • неонатальная волчанка (иммунологическая атака на различные ткани плода);
  • склеродермия (иммунологическая реакция, которая сопровождается истончением кожных покровов и повреждением других органов);
  • диабет 1-го типа (инсулинозависимый) (разрушительное действие иммунной системы на поджелудочную железу);
  • розовый лишай (дерматоз, проявляющийся стойким отрубевидным шелушением кожи).

Диагностировать материнский микрохимеризм можно по анализу крови, но следует помнить, что уровень микрохимеризма в тканях значительно выше, чем в крови. Анализ ДНК показывает, что на 1 миллион клеток крови одна – чужеродная. В то же время, исследование разных тканей женщины, умершей от склеродермии, показало, что в лимфатическом узле на каждый миллион ее собственных клеток приходится 190 материнских и 105 фетальных, а в легких эти числа составили 760 и 3750 соответственно [Дж. Ли Нельсон, «В Мире Науки» 2008, No 5, C.55-61, Developmental Biology].

У погибших от системной склеродермии анализ уровня материнских микрохимер в костном мозге и в различных тканях показал, что даже если микрохимеризм отсутствует в периферической крови, высокий уровень химерных клеток присутствует в ткани легких, сердца, селезенки и поджелудочной железы. У умерших детей с неонатальным люпус-синдромом материнский микрохимеризм был выявлен в препаратах сердечной ткани. Причем 86% этих клеток экспрессировали саркомерный альфа-актин (специфический маркер кардиомиоцитов).

Это свидетельствует о том, что материнские химерные клетки были уже дифференцированными кардиомиоцитами, на которые и могла быть направлена атака иммунной системы хозяина. У детей с ювенильным дерматомиозитом материнские химерные клетки определяются в биоптатах мышц значительно чаще, чем у их здоровых братьев или сестер. Это справедливо и для сахарного диабета 1-го типа.

Таким образом, можно полагать, что прижившиеся в органах ребенка клетки матери способны инициировать иммунную атаку по типу «хозяин против трансплантата».

С другой стороны, наблюдения за детьми с тяжелым комбинированным иммунодефицитом показали, что такие детки приобретают большее число материнских стволовых гемопоэтических клеток, что в 60% случаев приводит к возникновению реакции «трансплантат против хозяина». У пятимесячного мальчика, страдающего тяжелым комбинированным иммунодефицитом и хронической реакцией «трансплантат против хозяина» (с поражением кожи и печени) в крови присутствовали материнские Т-клетки (хелперы и киллеры) – более 50%! [Knobloch C., Goldmann S.F., Friedrich W. J. Immunol. 1991, 146(12): 4157–4164].

В заключение приведу данные статьи Н. А. Трескиной с соавт., в которой изучен материнский HLA-микрохимеризм у новорожденных детей. Материнский микрохимеризм по HLA-антигенам был обнаружен при задержке внутриутробного развития (5% новорожденных), гемолитической болезни новорожденных (4,8%) и редких болезнях – у 50% детей. В группу редких болезней, где был выявлен самый высокий уровень материнского микрохимеризма, вошли 4 женщины: с раковой опухолью, с аутоиммунной тромбоцитопенией, с туберозным склерозом, и с тяжелой брадикардией. Всего в группе родилось 4  детей — 3 мальчика и 1 девочка. У всех детей отмечено осложненное течение раннего неонатального периода. Они были переведены в отделение патологии новорожденных. У ребенка мамы с аутоиммунной тромбоцитопенией также диагностирована тромбоцитопения; у новорожденного от женщины с туберозным склерозом – выявлены признаки туберозного склероза. В случае выраженной брадиаритмии у мамы, у ребенка также отмечалась брадикардия с ЧСС до 60 уд./мин.; ребенок погиб при попытке имплантации кардиостимулятора. Ребенок мамы со злокачественным образованием выписан из отделения патологии новорожденных на 20-е сутки жизни (Трескина Н.А. и соавт. Педиатр, 2016, 7(3): 98-103).

Вот так, есть о чем задуматься…

 

Детальніше
Всі публікації

До вашої уваги – ще один матеріал від авторів науково-популярного порталу «Моя наука» у нашій новій рубриці «Дивовижний світ науки». Портал створений для того, щоб з'являлося більше зрозумілих та якісних текстів українською мовою про наукові досягнення та відкриття, про українських дослідників. Тому й автори цієї рубрики – українські науковці у галузі біології та медицини.

Тарас Верещак, портал «Моя наука» my.science.ua

Як би дивно це не звучало, але наш організм – це не лише «ми». Це, можливо, також наші матері, їхні рідні брати та сестри, наші старші брати і сестри, а також навіть наші бабусі. Така ідея висловлюється у новому огляді в Nature Reviews Immunology1. “Immunological implications of pregnancy-induced microchimerism”. Ця ідея з’явилася при розгляді можливих фізіологічних функцій і наслідків такого явища, як мікрохимеризм, викликаний вагітністю.

Химеризм – біологічне явище, при якому один організм складається з генетично відмінних клітин, що походять з різних зигот. Легко навести приклади у рослин, такі, як поширені прищепні сорти фруктових дерев. Люди та інші тварини також можуть бути химерами. Цьому, наприклад, посприяли і самі люди, коли дослідили та запровадили трансплантацію в медицині, але є й природні шляхи появи химеризму – злиття двох зигот, обмін клітинами через судинні анастомози у дизиготних близнюків. Це явище може призводити до того, що організм містить різні гамети залежно від того, з яких клітин вони розвиваються, а також, наприклад, дві групи крові одночасно. Існує також ще один вид химеризму, що поширений у плацентарних ссавців, зокрема у людини – мікрохимеризм. Так називають явище, коли в одному організмі знаходиться дуже мала кількість генетично відмінних клітин, що походять з іншого організму.

Вагітність потребує особливого налаштування імунної системи як матері, так і плода, адже вони є імунологічно чужорідними одне одному через наявність у плода антигенів батька, а у матері – неуспадкованих материнських антигенів (НМА). Науковцям досить детально відомі місцеві механізми, які забезпечують імунну толерантність: здатність клітин плаценти виділяти імуносупресивні речовини (наприклад, нейрокінін Б), експресія специфічних молекул головного комплексу гістосумісності 1 типу, утворення синцитію. Але системні зміни в імунній системі матері, наявність яких підтверджується зменшенням проявів вже наявних аутоімунних хвороб (ревматоїдний артрит, розсіяний склероз) під час вагітності, ще не повністю зрозумілі. Для пояснення цих змін, автори вищезгаданої роботи дослідили й підсумували наявні дослідження, що вивчали вплив мікрохимеризму на вагітність.

Кожна особа – химера

В останні 20 років з’явилося підтвердження того, що мати під час вагітності обмінюється з плодом клітинами. Ці клітини лишаються в організмі матері і дитини ще довгий час, десятки років. Згідно з сучасними уявленнями, наявність мікрохимеризму внаслідок вагітності не є випадковою чи патологічною, а відіграє певну фізіологічну й пристосувальну функцію для обох – матері та плода. На невипадковість цього явища вказує також його еволюційна консервативність: мікрохимеризм, викликаний вагітністю, підтверджений у мишей та резус макак, і певно, існує у всіх видів плацентарних тварин.

Знаходити й описувати мікрохимерні клітини почали ще у 1990-х роках. Але можливі фізіологічні механізми і наслідки лише почали досліджувати.

Для пошуку цих клітин зараз існує три методи, кожен з яких має свої недоліки та переваги:

  1. Ампліфікація специфічних ділянок ДНК за допомогою полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР). За допомогою цього методу можна ідентифікувати гени Y-хромосоми для пошуку мікрохимерних клітин плоду чоловічої статі у матері, специфічні послідовності генів головного комплексу гістосумісності (MHC) чи резус-фактору, інші генетичні поліморфізми. Але головним недоліком є те, що результат буде свідчити лише про наявність чужорідної ДНК, але не про наявність цілих клітин. Похибку в результати такого дослідження може давати вільна ДНК плоду, що циркулює в крові матері та вже зараз використовується для пренатальної діагностики.
  2. FISH (флуоресцентна гібридизація in situ) дозволяє знаходити мікрохимерні клітини плоду з Y-хромосомою у матері, або мікрохимерні клітини матері з двома X-хромосомами у осіб чоловічої статі. І тут головним недоліком є те, що неможливо дізнатися, чи були ці клітини живими і функціональними. Також FISH має обмежений арсенал мішеней.
  3. Проточна цитометрія дозволяє знайти і відібрати для інших маніпуляцій живі неушкоджені клітини за специфічними маркерами, що відрізняються у кожного індивіда, наприклад, унікальні молекули комплексу гістосумісності. Але порівняно з двома попередніми методами, цей має значно нижчу специфічність. Виходом з цієї ситуації вбачається наступне підтвердження результатів за допомогою ПЛР.

Кількість фетальних мікрохимерних клітин (ФМК) у тілі матері поступово зростає, починаючи з 7 тижня гестації, коли їх можна вперше ідентифікувати, і до народження дитини, досягаючи пікового значення, коли в крові матері можна виявити більш ніж 100 клітин плода на мілілітр. Знаходять їх майже всюди: у мозку, серці, селезінці, нирках, легенях, шкірі, тимусі, кістковому мозку, наднирниках, лімфатичних вузлах, кишківнику, матці, шийці матки, крові. Поки не ясно, які саме клітини переважно стають мікрохимерними і  проходять через плаценту, але серед описаних клітинних фенотипів є гематопоетичні стовбурові клітини, недиференційовані та тканиноспецифічні клітини. Наявність певної кількості мікрохимерних клітин, що несуть чужорідні матері антигени, ймовірно, забезпечує системні зміни імунної системи матері для підтримки толерантності до плоду.

Динаміка заселення клітинами плода корелює із збільшенням кількості і системним розселенням популяції CD4+ FOXP3+ регуляторних Т-лімфоцитів (Тreg), що мають імуносупресивні властивості й відіграють значну роль у підтримці толерантності до власних клітин та контролі за іммунною відповіддю. На важливість Тreg популяції клітин для нормального протікання вагітності вказує той експериментальний факт, що при штучному зниженні кількості або блокуванні активності Тreg клітин, збільшується частота внутрішньоутробної загибелі плода і спонтаних абортів у лабораторних тварин. Блокування цілої лінії диференціації стовбурових клітин у Тreg також призводить до внутрішньоутробної смерті.

У людей описаний звя’зок зниження системного розповсюдження Тreg клітин з розвитком ускладнень вагітності – прееклампсії і спонтанного аборту.

Імунологічні зміни у матері, перш за все, зачіпають специфічні до плоду CD8+ клітини, які зазнають клональної делеції, в той же час специфічні до плоду CD4+ клітини переважно стають на шлях диференціації у Тreg клітини за допомогою посилення експресії білка FOXP3, що є маркером даної лінії.

Важливий для переключення на експресію FOXP3 енхансер CNS1, некодуюча регуляторна ділянка ДНК, що активує транскрипцію – дуже консервативний серед плацентарних, відсутній у качкодзьобів та інших яйцекладних ссавців.  Це може свідчити про те, що здатність до живонародження і Тreg дифференціації еволюціонували спільно.

У плода все майже дзеркально: материнські мікрохимерні клітини (ММК) знаходять з другого триместру вагітності, так само вектор диференціації лімфоцитів перемикається вбік CD4+ FOXP3+ Тreg. Адже адаптивна імунна система плоду вже здатна до специфічної відповіді, тому Тreg так само відповідає за вироблення толерантності до неуспадкованих материнських антигенів (НМА), джерелом яких вважають ММК.

Цікавим також є те, що розповсюдження ММК йде паралельно з розвитком тимусу й периферичних органів лімфатичної системи у плоду.

Індукція імунної толерантності, ймовірно, не є єдиною функцією ММК, адже така вертикальна передача клітин відбувається й у видів, адаптивна імунна система яких не розвивається до народження.

Важливими питаннями є те, чому мікрохимерні клітини лишаються в тілі матері та її дитини такий довгий час після народження, і чи є в них якась функція. Описані цікаві випадки постнатальної НМА-специфічної толерантності, такі як зниження сенситизації до Rh фактору у Rh- жінок, народжених від Rh+ матерей.

Довготривале приживання трансплантованої нирки значно покращується, якщо антигени донора мають збіг з НМА реципієнта, важкість відповіді трансплантат-проти-хазяїна після алотрансплантації кісткового мозку також знижується, якщо антигени донора співпадають також і з НМА. Можливе пояснення таких явищ таке, що підтримка імунної толерантності спостерігається і в постнатальному періоді і навіть на десятки років вперед. Толерантність забезпечується НМА-специфічною популяцією Тreg лімфоцитів, пул яких, в свою чергу, підтримується за допомогою ММК. Штучне зниження кількості ММК призводить до швидкого зменшення популяціїї Тreg.

Пояснення, чому це явище досить поширене серед плацентарних і які його можливі пристосувальні функції, було знайдено при дослідженні вагітності у наступному поколінні мишей із виявленими ММК. Імовірність спонтанного аборту індукованого інфекцією бактерії Listeria monocytogenes, або зменшенням пулу CD4+ FOXP3+ Тreg,  зменшувалася, якщо батьком був самець, антигени якого співпадають з НМА самки, тобто НМА-специфічні Тreg лімфоцити матері, кількість яких зросла під дією ММК, також мали специфічність до антигенів батька, що й збільшувало рівень толерантності та імовірність нормальної вагітності.

Таким чином, пул мікрохимерних клітин, що знаходиться довгий час після народження у тілі дитини, може підвищувати вірогідність успішної вагітності у неї в майбутньому.

Збереження фетальних мікрохимерних клітин у тілі матері (описано випадок виділення ДНК Y-хромосоми з крові жінки через 27 років після народження сина) може пояснити факт переваги одного партнера для наступних вагітностей. Кількість ускладнень вагітності зменшується при другій вагітності, якщо батьком є той же партнер, через зростання рівня толерантності до його антигенів з кожною наступною вагітністю. Якщо батьком є новий партнер, то цей ефект нівелюється.

Хороші, погані, химерні

Але, як будь який фізіологічний процес, конститутивний мікрохимеризм має також інший бік медалі – може призводити до патологічних станів. Щодо впливу конститутивного мікрохимеризму на здоров’я, дані лишаються спекулятивними, адже є ті, які кажуть про можливий протективний ефект мікрохимерних клітин, і ті, що вказують на них, як на учасника патогенезу, при одних і тих самих захворюваннях.

Наявність пулу фетальних мікрохимерних клітин (ФМК) у жінок пов’язують з розвитком аутоімунних та ідіопатичних запальних захворювань, за умови, якщо вони провокують неправильну імунну відповідь. У жінок репродуктивного віку знаходять підвищену кількість фетальних мікрохимерних клітин у крові, або органах, що є мішенню аутоімунної відповіді. В той же час, епідеміологічні дані свідчать про те, що ризик розвитку аутоімунних захворювань знижується при збільшенні кількості вагітностей.

Ще більше захоплення викликають дані, що показують як ФМК, що мають мультипотентність, заміщують пошкоджені материнські тканини в умовах моделювання захворювань у лабораторних тварин – міокард після інфаркту, нейрони при хворобі Паркінсона та після інсульту, бета-клітини при діабеті. Більше того, ФМК, які знаходяться в молочних залозах, стимулюють лактацію, а в мозку можуть підвищувати увагу матері до дитини.

У плода підвищений рівень ММК знаходять при дерматоміозиті, діабеті 1-го типу, склеродермії. І майже дзеркально, є дані про можливість ММК заміщувати пошкоджені тканини дитини – бета-клітини підшлункової залози при діабеті 1 типу, кардіоміоцити при вовчаковій вродженій кардіоміопатії.

Можливий також вплив ММК на розвиток імунної системи дитини, бо розсіювання ММК у лімфоїдні органи плода співпадає просторово й у часі з критичними етапами розвитку його імунної системи, допомагаючи у постнатальній експозиції до патогенів і заселенню організму мікробіотою, чому допомагає вже створений пул Тreg, які блокують надмірну імунну відповідь.

Кількість ММК у плода також залежить від таких факторів, як хірургічні втручання in utero, травматичні ураження чи інфекційні захворювання матері.

Поки не вистачає опису закономірностей розподілу мікрохимерних клітин у тілі матері й дитини та їх фенотипових характеристик, щоб пояснити всі їх фізіологічні й патологічні впливи на організм, тож нам лишається чекати, або ж долучатись до створення нових валідних моделей для вивчення цих явищ і підтвердження провокативних гіпотез.

На завершення

Розвивається теорія розширення імунологічної ідентичності за межі «своє–чуже», адже пул мікрохимерних клітин може бути дуже мобільний.

Наприклад, Y-хромосомну ДНК з високою частотою знаходили у крові дівчат підліткового віку в разі, якщо вони мали рідного старшого брата. Тобто мікрохимерні клітини потрапляли спочату в тіло матері, а згодом до наступної дитини!

Низка дослідників мають екстравагантну думку про можливу передачу мікрохимерних клітин через покоління, для цього навіть розроблена методика датування синтезу ДНК за кількістю ізотопу 14С. Сукупність цих мікрохимерних клітин називають «мікрохіомом» (за аналогією до мікробіому) для описання цієї розширеної до певних антигенів, що спільні для близьких родичів, імунологічної ідентичності. Але ця теорія ще чекає на своє підтвердження.

Сучасна наука пропонує складне та захопливе описання вагітності, взаємодії матері і дитини, функції плаценти2.

Сучасні дані підтверджують або спростовують велику кількість різноманітних гіпотез, складаючись у незвичайні та неочікувані структуровані пояснення раніше незрозумілих явищ, відкриваючи нові підходи до лікування хвороб, покращення якості життя, появи нових технологій. «О, який чудесний світ новий».

Перелік літератури знаходиться у редакції.

1 Kinder JM, Stelzer IA, Arck PC, Way SS. Immunological implications of pregnancy-induced microchimerism. Nat Rev Immunol. 2017 Aug;17(8):483-494. doi:10.1038/nri.2017.38.

2. А почитати про них детальніше можна у цих чудових статтях: Ritzel RM et al., PNAS. 2017, doi:10.1073/pnas.1607002114; Guettier C et al, Hepatology. 2005, PMID:15962317; Boddy AM et al, Bioessays. 2015, doi:10.1002/bies.201500059.

Детальніше
Всі публікації

Шановні колеги! До вашої уваги пропонуємо продовження короткого огляду порад науковців з ведення вагітних зі спадковими коагулопатіями*. Станами, що розглядаються у даному керівництві, є гемофілії А і В, хвороба фон Віллебранда (ХФВ), дефіцит XI фактора згортання, рідкісні дефіцити факторів згортання, розлади взаємодії фібриногену, синдром Бернарда–Сульє (СБС), тромбастенія Гланцманна (ТГ) та інші тромбоцитарні розлади

Детальніше
Всі публікації

Рідкісний випадок народження живої дитини

Вступ

Хвороби трофобласта чи трофобластні неоплазії – це пов’язані між собою форми патології трофобласта, а саме: простий міхурцевий занесок, інвазивний міхурцевий занесок, хоріонкарцінома, пухлина плацентарного ложа, епітеліоїдно-клітинна трофобластна пухлина.

У країнах Європи ТН зустрічаються з частотою 0,6–1,1 на 1000 вагітностей, в США — 1 на 1200, Азії та Латинській Америці — 1 на 200, у Японії — 2 на 1000.

Частота виникнення різноманітних форм ТН за даними одного з найбільших трофобластичних центрів (міжрегіональний центр у Шеффілді, Великобританія): повний міхурцевий занесок — 72,2%, частковий — 5%, хоріонкарцинома — 17,5%, інші форми — 5,3% (The Management of Gestational Trophoblastic Disease Royal College of Obstetricians and Gynaecologists 2010).

Детальніше
Всі публікації

Чи можливі пошуки шляхів для поліпшення здоров’я? 

На популяційному рівні репродуктивна функція жінки упродовж життя впливає на ризики низки захворювань та тривалість життя загалом. З іншого боку, репродуктивні особливості представників обох статей зазнають суттєвого впливу екології, особливостей харчування, фізичної активності тощо. Водночас особливості секреції статевих гормонів протягом життя впливають на ризик деяких хвороб, наприклад, новотворів чи серцево-судинної патології.

Чи можливо поліпшити здоров’я жінок в глобальному масштабі шляхом модифікації репродуктивних чинників?

Природний відбір заохочує до збереження тих генетичних особливостей, які забезпечують передавання життя, навіть якщо ці ж самі гени загалом збільшують захворюваність в старшому віці і зменшують тривалість життя. Згідно теорії історії життя (life history theory), такий зв'язок зумовлений необхідністю компромісів заради здійснення різних біологічних функцій (Wells 2017). Через це відмінності в реалізації репродуктивної функції неминуче формують здоров’я людини в різних аспектах, і це може реалізовуватися як через генетичні механізми, так і через складові пластичності фенотипу на різних стадіях життя.

Детальніше
Всі публікації

Офіційні настанови та реалії світової практики

Профілактика тромбоемболій у вагітних жінок і породіль, особливо у період госпіталізації, залишається серйозною проблемою і темою дискусій як серед експертів, так і серед практичних фахівців. В акушерстві венозний тромбоемболізм (ВТЕ1) є однією з основних причин материнської захворюваності та смертності у США та інших розвинених країнах (Brady 2015, Creanga 2015). Згідно даних Центру із контролю та профілактики захворювань у США (CDC), на цю причину припадало 9,3% від смертей, пов’язаних з вагітністю, у 2006–2010 роках, та 9,2% випадків смерті вагітних жінок і породіль у 2011–2013 роках.

Детальніше