CD44 специфичная мишень для селективной элиминации стволовых клеток лейкемии человека

И I II II

тп

Новости клеточных технологий

всех животных в печени обнаруживался человеческий сы вороточный альбумин. На гистологических срезах были видны крупные клетки, позитивные по человеческому альбумину (уровень репопуляции достигал 0,8-1,7%). Эти данные сви детельствуют о том, что (пПМРС могут дифференцироваться в функциональные гепатоциты и интегрироваться в печё ночную паренхиму при повреждениях.

Таким образом, морфология, эпителиальные маркеры и способность спонтанно дифференцироваться в гепатоциты отличают (АМРС от ММСК (в своей работе эксперимента торы использовали ММСК из фетальной печени в качестве контроля и показали, что они не способны давать начало ге патоцитам и эпителиальным клеткам желчных протоков). Они сохраняют свой пролиферативный и дифференцировочный

потенциалы в течение более чем шести месяцев, и развива ются в гепатоциты in vivo, что позволяет предполагать в них возможный источник для репопуляции печени при поврежде ниях органа.

В настоящее время исследователи продолжают работу, изучая критические факторы пролиферации и дифферен цировки в различных направлениях, а также оптимальные условия для поддержания культур hFLMPC в течение более долгого времени. Предполагается, что подобные клетки можно получать не только из фетальной печени, но и из фе тальной поджелудочной железы и почек. hFLMPC могут стать не только важным терапевтическим средством, но и объектом фундаментальных исследований путей дифференцировки клеток печени.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Fausto N., Campbell J.S. The pole of hepatocytes and oval cells in liver regeneration and repopulation. Mech. Dev. 2003; 120: 117 30.

2. Saxena R., Theise N.D., Crawford J.M. Microanatomy of the human liver exploring the hidden interfaces. Hepatology 1999; 30: 1339 46.

3. Solt D.B., Medline A., Farber E. Rapid emergence of carcinogen induced hyperplastic lesions in a new model for the sequential analysis of liver carcinogenesis. Am. J. Pathol. 1977; 88: 595 18.

4. Evarts R.P., Hu Z., Qmori N. et al. Precursor product relationship between

oval cells and hepatocytes: comparison between tritiated thymidine and bromodeoxyuridine as tracers. Carcinogenesis 1996; 17: 2143 51.

5. Suzuki A., Nakauchi H., Taniguchi H. In vitro production of functionally mature hepatocytes from prospectively isolated hepatic stem cells. Cell Transplant. 2003; 12: 469 73.

6. Tosh D., Strain A. Liver stem cells prospects for clinical use. J. Hepatol. 2005; 42: Suppl S75 S84; 101: 2973 82.

7. Laurson J, Selden C., Hodgson H.J. Hepatocyte progenitors in man and in rodents multiple pathways, multiple candidates. Int. J. Exp. Pathol. 2005; 86:118.

Подготовила AC. Григорян По материалам Proc, Natl, Acad, Sci, USA 2006; 103: 9912-7

С044 - специфичная мишень для селективной элиминации стволовых клеток лейкемии человека

Острый миелолейкоз (ОМЛ) - это злокачественное за болевание, характеризующееся накоплением в организме пациента недифференцированных миелоидных бластов, способных к самообновлению и генерации клоногенных лей кемических клеток предшественников [1, 2]. Лейкемия инициирующие или лейкемические стволовые клетки были описаны у человека Bonnet D. и Dick J.E. в 1997 году [3]. В настоящее время термин «раковые стволовые клетки» (РСК), предложенный этими учёными, признан международ ной группой экспертов American Association for Cancer Research (4). Развитие теории РСК может полностью изме нить общепринятую концепцию терапии злокачественных опухолей. Современные химиотерапевтические препараты, направленные на элиминацию активно пролиферирующих клеток, вызывают ремиссию заболевания, которая зачастую оказывается обратимой. Всего лишь менее 30% под вергшихся такой терапии пациентов выживают в течение долгого времени, что указывает на неэффективность подоб ного подхода. До сих пор сохраняется необходимость поиска новых терапевтических подходов, способных обеспечить элиминацию РСК, не затрагивая при этом нормальных ге мопоэтических стволовых клеток (ГСК) (5).

РСК при ОМЛ во многом схожи с ГСК, включая поверх ностный фенотип CD34^CD38~, но при этом они способны к ускоренному самообновлению и могут экспрессировать на своей мембране ряд специфических маркеров. Одним из таких маркеров является молекула адгезии CD44, ответ ственная за хоуминг и энграфтинг лейкемических бластов [6]. CD44 обеспечивает взаимодействие малигнизиро ванных клеток с их микроокружением в костном мозге и,

по видимому, препятствует их дифференцировке. Известно, что CD44 - это трансмембранный гликопротеин, экспресси руемый многими клетками крови и в ходе своей продукции подвергающийся альтернативному сплайсингу с образова нием различных изоформ (CD44v) [7]. Повышенная эксп рессия этих изоформ, в особенности изоформы CD44 6v, отмечается при остром миелолейкозе, и свидетельствует о плохом прогнозе заболевания (8).

Исследовательская группа под руководством John Dick предположила, что связывание образовавшейся в резуль тате альтернативного сплайсинга изоформы CD44v специ фическими антителами может селективно воздействовать на РСК, но не затрагивать ГСК. Результаты экспериментов по испытанию таких специфических антител - Н90 опубли кованы в журнале Nature Medicine.

Обнаружилось, что Н90, специфически связывая CD44v, характерный для ОМЛ, препятствует развитию заболева ния у иммунодефицитных мышей, получивших инфузию че ловеческих лейкемических бластов. Также введение Н90 приводило к регрессии уже развившихся опухолей. Иссле дователи доказали, что применение Н90 безопасно и не воздействует на нормальные гемопоэтические клетки. Контрольный трансплантат ГСК практически не реагировал на введение в организм реципиента специфических анти тел к CD44, а снижение количества донорских ГСК было ми нимальным по сравнению с зачастую полной элиминацией РСК.

Было показано, что CD44 является ключевым регулято ром, необходимым для хоуминга стволовых клеток опухоли и их дальнейшего поддержания в недифференцированном

Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 4 (6), 2006

ИМИ!

Новости клеточных технологий

состоянии. Н90 влияет на обе функции этой молекулы, как нарушая как хоуминг, так и приводя к дифференцировке лейкемических бластов и их последующей гибели. Эти ре зультаты позволяют предположить возможность появления совершенно новой линии терапии, исключающей примене ние препаратов, воздействующих на делящиеся клетки - тем более, что малигнизированные миелоидные клетки часто оказываются к ним устойчивы.

Н90 блокирует хоуминг примитивных С034^С038~ кле ток как в костный мозг, так и в селезёнку, а также препят ствует трансмиграции лейкемических клеток через стенки капилляров. Пока неясно, может ли применение Н90 стиму лировать быструю дифференцировку уже начавших диффе ренцироваться злокачественных клеток. Может оказаться, что механизмы, справедливые для лейкозов, могут быть за действованы и в солидных опухолях, содержащих неболь шую популяцию стволовых клеток, обеспечивающих рост опухолевой массы [4]. Также для клеток солидных опухолей

важны контакты с их микроокружением, которое в основ ном составляют стромальные фибробласты. Задействова ны ли в этих процессах специфические изоформы CD44, ещё предстоит выяснить. Тем не менее, недавно было показано, что инициирующие клетки рака груди также экспрессируют молекулу CD44 [9].

Таким образом, результаты, полученные группой Dick et al„ открывают большие перспективы терапии, воздействую щей непосредственно на стволовые клетки опухоли - то есть, фактически, на её первопричину, а не на следствие. В дополнение к этому авторы продемонстрировали, насколько важно для РСК их микроокружение, без которого они не мо гут сохранять свои «стволовые» характеристики. Конечно, кроме CD44 существует и ряд других поверхностных и внут риклеточных сигнальных молекул [10], отвечающих за регу ляцию функций раковых и нормальных взрослых стволовых клеток, которые могут стать потенциальной мишенью для со здания противораковых препаратов нового поколения.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Wang J.C., Dick J.E. Cancer stem cells: lessons from leukemia. Trends Cell Biol. 2005; 15: 494 501.

2. Hope K., Jin ,L, Dick J.E. Acute myeloid leukemia originates from a hierarchy of leukemic stem cell classes that differ in self renewal capacity. Nat. Immunol. 2004; 5: 738 43.

3. Bonnet D., Dick J.E. Human acute myeloid leukemia is organized as a hierarchy that originates from a primitive hematopoietic cell. Nat. Med. 1997; 3: 730 7.

4. Clarke M.F., Dick J.E., Dirks P.B. et al. Cancer Stem Cells perspectives on current status and future directions: AACR workshop on cancer stem cells. Cancer Res. 2006; 66: 9339 44.

5. Tallman M.S. New stratefies for the treatment of acute myeloid leukemia including anbtibodies and other novel agents. Hem. Am. Soc. Hematol. Educ.

Program 2005; 143 50.

6. Krause D.S., Lazarides K., von Andrian U.H. et al. Requirement for CD44 in homing and engraftment of BCR ABL expressing leukemic stem cells. Nat. Med. 2006; 12(10): 1175 80.

7. Ponta H., Sherman L., Herrlich P.A. CD44: from adhesion molecules to signaling regulators. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2003; 4: 33 45.

8. Bendall L.J., Bradstock K.F., Gottlieb D.J. Expression of CD44 variant exons in acute myeloid leukemia is more common and more complex than that observed in normal blood, bone marrow or CD34t cells. Leukemia 2000; 14: 1239 46.

9. Al Hajj M., Wicha M., Morrison S.J. et al. Prospective indentification of tumorigenic breast cancer cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003; 10O: 3983 8.

10. Yilmaz O.H., Valdez R., Theisen B.K. et al. Pten dependence distinguishes haematopoietic stem cells from leukaemia initiating cells. Nature 2006; 441(7092): 475 82.

Подготовила А,С, Григорян По материалам Nat, Med, 2006; 12(10): 1167-74

Генетическая индукция репрограммирования ядра соматической клетки установленными факторами

Феномен репрограммирования ядра взрослой соматичес кой клетки интенсивно изучается в последнее время в связи с возможными перспективами получения «пациент специфич ных» плюрипотентных клеток, подобных эмбриональным ство ловым (ЭСК). При реализации этого феномена, под влиянием неизвестных факторов в ядре соматической клетки происхо дит активация генов раннего эмбриогенеза и ингибирование генов, ответственных за дифференцировку и специализацию. При полном репрограммировании «стирается» как специали зированная генетическая, так и эпигенетическая информация, и клетка приобретает свойство плюрипотентности.

Полное репрограммирование соматической клетки про исходит при переносе ядра в энуклеированную неоплодот ворённую яйцеклетку (технология клонирования) [1] и при слиянии взрослой специализированной клетки с ЭСК [2, 3]. Эти эксперименты доказали возможность полного репрог раммирования ядра терминально дифференцированной клетки. Остаются неизученными механизмы и факторы, обус ловливающие реализацию этого биологического феномена. Лаборатория Austin Smith показала, что одним из ключевых факторов репрограммирования ядра взрослой клетки может быть ген Nanog [4]. Недавно исследовательская группа Shinya

Yamanaka из Kyoto University описала новый эксперимен тальный подход к репрограммированию ядра соматической клетки и изучению факторов, обусловливающих этот феномен. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.

Авторы предположили, что искусственно индуцированная избыточная экспрессия «генов плюрипотентности», описан ных как факторы поддержания «стволовости» в ЭСК, может стимулировать процесс репрограммирования взрослой клетки до эмбриональной. Для проверки гипотезы авторы проводили трансфекцию изолированными генами кандида тами 2 типов клеток - эмбриональных и взрослых фиброб ластов мыши. Всего было выбрано 24 гена кандидата, среди них гены самообновления, а также гены активные в опухо левых клетках и ЭСК, описанных в некоторых работах и из библиотеки in silico (Oct3/4, Sox2, Nanog, С myc и др.).

Одновременное введение всех 24 генов приводило к ак тивации промотера, активного только в ЭСК (Fbx15) и появле нию антибиотик селективных колоний. Введение каждого гена по отдельности не приводило к росту ЭСК подобных колоний. Последовательными экспериментами авторы «су зили» окно искомых генов сначала до 10 (iPSMEF10 клетки), а потом до 4 (iPS MEF4) 0ct3/4, Sox2, с Мус и Klf4.

Клеточная трансплантология и тканевая инженерия № 4 (6), 2006