Микрохимеризм

Во время беременности, двухстороннее движение иммунных клеток может происходить через плаценту. Обменянные клетки могут делиться и устанавливать долгосрочные клеточные линии, которые иммунологически активны даже спустя десятилетия после родов.

Микрохимеризм — явление, характеризующееся наличием в многоклеточном организме (плацентарные млекопитающие) небольшого количества клеток, которые происходят и самостоятельно передаются в обход полового размножения от другого родственного многоклеточного организма и, следовательно, генетически отличны от клеток хозяина-носителя. Это явление может быть связано с определенными типами аутоиммунных заболеваний, однако механизмы, ответственные за эту связь, пока не ясны.

Этимология

Количество чужих клеток в организме человека, по подсчётам исследователей, составляет приблизительное соотношение одна на миллион. Поскольку это соотношение незначительно, то явление получило специальное название — микрохимеризм^[1] (от др.-греч μικρός — «малый» и Χίμαιρα — «Химера», мифическое существо с головой льва, туловищем козы и хвостом в виде змеи).

Разновидности

Возможны несколько вариантов микрохимеризма: фетальный (миграция клеток плода в организм матери), материнский (миграция материнских клеток в организм плода), трансплантационный (как правило, в результате гемотрансфузий), микрохимеризм близнецов (обмен клетками между близнецами), переход из кровотока матери в организм плода клеток от предыдущих беременностей (миграция клеток старших братьев и сестёр к младшим через посредничество матери), обмен клетками между супругами^[2].

Наблюдения микрохимеризма

Человек

У человека (и, возможно, у всех плацентарных) наиболее распространенной формой является фетальный микрохимеризм (также известный как эмбриональный химеризм), в котором клетки плода проникают через плаценту и создают клеточные клоны в организме матери. Было зарегистрировано, что фетальные клетки сохраняются и размножаются в организме матери в течение нескольких десятилетий^[3][4]. Точный фенотип этих клеток неизвестен, хотя несколько различных типов клеток были выявлены, например, различные иммунные линии, мезенхимальные стволовые клетки, и плацентарно полученные клетки^[5]. Потенциальные последствия для здоровья от присутствия этих клеток в настоящее время до конца неизвестны.

Согласно одной из гипотез, переданные матери клетки плода могут вызвать подобие иммунной реакции отторжения трансплантата (англ. Graft-versus-host disease), приводящую к аутоиммунному заболеванию. Это объясняет, почему многие аутоиммунные заболевания более распространены среди женщин среднего возраста (после 40 лет)^[6]. Кроме того, независимые исследования показали, что микрохимерные клетки, исходящие из плода, могут быть задействованы в патогенезе системной склеродермии^[4][7]. Микрохимерные клетки материнского происхождения могут быть вовлечены в патогенез группы аутоиммунных заболеваний у детей, то есть ювенильные идиопатические воспалительные миопатии (один из примеров — ювенильный дерматомиозит)^[8]. Исследования показали, что ткани миокарда мальчиков, умерших от сердечного приступа, содержат значительное количество женских клеток, что может быть подтверждением того, что организм атакует не свои, а чужие клетки, находящиеся в его тканях^[9][10].

Другая основная гипотеза состоит в том, что клетки плода помогают восстановиться травмированным или больным тканям в теле матери, где они выступают в качестве стволовых клеток и участвует в регенерации^[11][12]. Так, американский нобелевский лауреат Филип Хенч наблюдал случаи временного выздоровления беременных женщин, страдающих ревматоидным артритом, который считался неизлечимым аутоиммунным заболеванием. Исследования группы Джей Ли Нельсон показали, что это происходит, благодаря антигенам лейкоцитов, перешедших от эмбриона ребёнка^[1]. Барух Ринкевич, старший исследователь Национального института океанографии в Тель-Авиве, предположил, что микрохимеризм является важным эволюционным механизмом, предназначенным для формирования у плода врождённого иммунитета^[1].

Также возможно, что некоторые клетки плода являются всего лишь «случайными прохожими» и не имеют никакого влияния на здоровье матери^[13].

После рождения ребёнка, около 50—75 % женщин являются носителями клеточных линий иммунной системы, перешедших от плода. Материнские клетки иммунной системы также находятся в её потомстве, хотя это явление встречается в два раза реже^[14].

Микрохимеризм, не связанный с эмбриональным, также был зафиксирован после переливания крови пациентам, иммунитет которых был сильно ослаблен в результате различных травм^[15].

Животные

Микрохимеризм происходит в большинстве пар близнецов у крупного рогатого скота. У крупного рогатого скота плаценты разнояйцевых близнецов обычно соединяются, что приводит к обмену клеток. Если пара близнецов мужского и женского рода, то мужские гормоны от эмбриона бычка оказывают эффект частичной маскулинизации эмбриона тёлки, создавая фримартина. Фримартины рождаются самками, но являются бесплодными, и поэтому не могут быть использованы для размножения или получения молока. Микрохимеризм определяет метод диагностики, поскольку мужской генетический материал может быть обнаружен в образце крови.^[16]

Микрохимеризм и болезни в рамках трёхстороннего конфликта

Недавняя гипотеза^[17] интерпретирует эти отношения, рассматривая адаптивные интересы плода, матери и отца отдельно и во взаимодействии друг с другом. Теоретически, плод может извлечь выгоду из иммунологической информации, собранной его иммунными клетками-мигрантами в материнском теле при условии, что многие из них вернутся назад в плод. Он также может извлечь пользу от укрепления материнского организма, при условии, что линии клеток плода (содержащие часть благоприятных отцовских аллелей) способствуют защите организма матери от патогенов или опухолей. Тем не менее, плод может быть под угрозой из-за эгоистичного использования материнским организмом фетального микрохимеризма — то есть иногда материнский организм может воспользоваться беременностью исключительно для улучшения защиты собственной иммунной системы, а затем совершить прерывание беременности. Эгоистичная материнская иммунная система может сполна воспользоваться вытекающими адаптивными преимуществами женских связей с несколькими партнёрами и многомужества.

В то же время отцы, благодаря фетальному микрохимеризму, от плода к матери, также могут пользоваться косвенной эгоистичной выгодой. Сталкиваясь с риском напрасной растраты своих сексуальных усилий из-за возможных кратковременных «эгоистичных» беременностей женщины, отцовские аллели, действуя через клоны микрохимерных клеток плода, перешедших в тело матери, могут производить иммунологические атаки против неродственых сперматозоидов в женских половых органах, или против неродственного плода в утробе матери. Таким образом микрохимерные клетки, несущие часть аллелей мужчины, от которого впервые забеременела женщина, способны атаковать эмбрион, в зачатии которого участвовал другой мужчина.

Кроме того, версия^{[уточнить]} гипотезы о «внутривидовой мафии» Амоца Захави^[18] могла бы объяснить потенциальную зависимость между абортами, выкидышами и последующим ростом аутоиммунных заболеваний. Эта гипотеза предполагает, что клетки, переданные путём фетального микрохимеризма от плода и содержащие отцовские аллели, могут оказаться способными спровоцировать аутоиммунные заболевания у матери в случае её эгоистичных беременностей. Эта гипотетическая отцовская угроза может приводить к увеличению затрат материнского организма, связанных с эгоистичной беременностью, и, таким образом, уменьшать вероятность напрасной траты мужчинами своих половых усилий.^{[источник не указан 28 дней]}

В соответствии с традиционным медицинским представлением, аутоиммунные заболевания часто способствуют бесплодию и выкидышам^[19]. Тем не менее, эта интерпретация не объясняет, почему аутоиммунные заболевания (по крайней мере, несколько их типов) встречаются в основном у женщин и почему росту их аутоиммунных проблем предшествуют выкидыши^[20]. Напротив, с учетом гипотезы трёхстороннего конфликта между иммунными клетками плода, матери и отца, который реализуется посредством двустороннего движения иммунных клеток через плаценту, можно убедительно объяснить эти явления.

См. также

• Химера (биология)
• Аллотрансплантация

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3} Алла Астахова «Микрохимеризм: чужие клетки среди своих» // журнал «Итоги», 22.03.2010
2. ↑ Гринь В. К., A. М. Гнилорыбов, Е. С. Иващенко, Н. Н. Трубникова, B. А. Мелёхина, Полулях О. Е., В. В. Риджок «Микрохимеризм и возможные источники и роль при аутоиммунных заболеваниях» // «Український ревматологічний журнал» № 43 (1) 2011 год
3. ↑  (англ.) Bianchi, DW; Zickwold GK, Weil GJ, Sylvester S, DeMaria MA. (1996). «Male fetal progenitor cells persist in maternal blood for as long as 27 years postpartum». Proc Natl Acad Sci U S A 93 (2): 705–708. DOI:10.1073/pnas.93.2.705. PMID 8570620.
4. ↑ ^{1 2}  (англ.) Evans PC, Lambert N, Maloney S, Furst DE, Moore JM, Nelson JL (1999). «Long-term fetal microchimerism in peripheral blood mononuclear cell subsets in healthy women and women with scleroderma». Blood 93 (6): 2033–2037. PMID 10068676.
5. ↑  (англ.) Pritchard, Stephanie; Wick HC, Slonim DK, Johnson KL, Bianchi DW (August 2012). «Comprehensive analysis of genes expressed by rare microchimeric fetal cells in the maternal mouse lung». Biology of Reproduction 87: 42. PMID 22674387.
6. ↑  (англ.) Nelson, JL (1996). «Maternal-fetal immunology and autoimmune disease: is some autoimmune disease auto-alloimmune or allo-autoimmune?». Arthritis Rheum 39 (2): 191–194. DOI:10.1002/art.1780390203. PMID 8849367.
7. ↑  (англ.) Artlett CM, Smith JB, Jimenez SA (1998). «Identification of fetal DNA and cells in skin lesions from women with systemic sclerosis». New England Journal of Medicine 338 (17): 1186–1196. DOI:10.1056/NEJM199804233381704. PMID 9554859.
8. ↑  (англ.) Artlett CM, Ramos R, Jimenez SA, Patterson K, Miller FW, Rider LG (2000). «Chimeric cells of maternal origin in juvenile idiopathic inflammatory myopathies. Childhood Myositis Heterogeneity Collaborative Group». Lancet 356 (9248): 2155–2156. DOI:10.1016/S0140-6736(00)03499-1. PMID 11191545.
9. ↑  (англ.) Gadi VK, Nelson JL (2007). «Fetal microchimerism in women with breast cancer». Cancer Research 67 (19): 9035–9038. DOI:10.1158/0008-5472.CAN-06-4209. PMID 17909006.
10. ↑  (англ.) Dubernard G et al. (2008). «Breast cancer stroma frequently recruits fetal derived cells during pregnancy». Breast Cancer Research 10 (1): R14. DOI:10.1186/bcr1860. PMID 18271969.
11. ↑  (англ.) Khosrotehrani, K; Johnson KL, Cha DH, Salomon RN, Bianchi DW (2004). «Transfer of fetal cells with multilineage potential to maternal tissue». Journal of the American Medical Association 292 (1): 75–80. DOI:10.1001/jama.292.1.75. PMID 15238593.
12. ↑  (англ.) Nguyen Huu, S; Oster M, Avril MF, Boitier F, Mortier L, Richard MA, Kerob D, Maubec E, Souteyrand P, Moguelet P, Khosrotehrani K, Aractingi S. (2009). «Fetal microchimeric cells participate in tumour angiogenesis in melanomas occurring during pregnancy». Am J Cardiovasc Pathol 174: 630–637.
13. ↑  (англ.) Johnson, KL; Bianchi DW (2004). «Fetal cells in maternal tissue following pregnancy: what are the consequences?». Hum Reprod Update 10 (6): 497–502. DOI:10.1093/humupd/dmh040. PMID 15319378.
14. ↑  (англ.) Loubičre LS, Lambert NC, Flinn LJ, Erickson TD, Yan Z, Guthrie KA, et al. (2006). «Maternal microchimerism in healthy adults in lymphocytes, monocyte/macrophages and NK cells». Lab Invest 86 (11): 1185–92. DOI:10.1038/labinvest.3700471. PMID 16969370.
15. ↑  (англ.) Reed W, Lee TH, Norris PJ, Utter GH, Busch MP (2007). «Transfusion-associated microchimerism: a new complication of blood transfusions in severely injured patients». Seminars in Hematology 44 (1): 24–31. DOI:10.1053/j.seminhematol.2006.09.012. PMID 17198844.
16. ↑  (англ.) A. Fujishiro, K. Kawakura, Y-I. Miyake, Y. Kaneda, «A fast, convenient diagnosis of the bovine freemartin syndrome using polymerase chain reaction», Theriogenology, 43 (5), pp 883—891 (1 April 1995)
17. ↑  (англ.) Apari P, Rózsa L (2009). «The tripartite immune conflict in placentals and a hypothesis on fetal→maternal Microchimerism» (pdf). Medical Hypotheses 72 (1): 52–54. DOI:10.1016/j.mehy.2008.08.021. PMID 18930355.
18. ↑  (англ.) Zahavi A (1979). «Parasitism and nest predation in parasitic cuckoos». The American Naturalist 113: 157–159. DOI:10.1086/283374.
19. ↑  (англ.) Nelson JL (1998). «Microchimerism and autoimmune disease». New England Journal of Medicine 338 (17): 1224–1225. DOI:10.1056/NEJM199804233381711. PMID 9554866.
20. ↑  (англ.) Gleicher N (1999). «Reproductive failure prior to the onset of clinical autoimmune disease» (pdf). Rheumatology 38 (6): 485–487. DOI:10.1093/rheumatology/38.6.485. PMID 10402065.

Веб-ссылки

• Алла Астахова Чужие // Итоги (№ 12/719, 22.03.10)