Гемопоэтическая стволовая клетка в патогенезе болезней цивилизации, ее диагностические возможности и биотерапевтический потенциал

Следующий этап дифференцировки – это уже коммитированные клетки-предшественники. Данному уровню соответствуют полипотентные СКК, формирующие крупные смешанные колонии гранулоцитов, макрофагов, мегакариоцитов, эритроцитов (КОЕ-ГЕММ), а также бурст-образующие клетки (БОЕ), полипотентные в отношении миеломоноцитарного и эритроидного (с его преобладанием) ростков. Клетки, формирующие колонии подобного рода, наряду с выраженной экспрессией стволовоклеточного антигена CD34, позитивны в отношении линейно не ограниченных антигенов HLA-DR и CD38, кроме того, имеют четкие признаки миелоидной направленности дифференцировки (CD13

CD33

). Возможно существование субпопуляций, различающихся по уровням экспрессии панмиелоидных молекул. Часть клеток данного пула СКК приобретают черты мегакариоцитарной направленности дифференцировки (CD61

), а также демонстрируют возможность дифференцировки в направлении эритроидного ростка (CD71

CD236a

) (Hoffman et al., 1996; Krause et al., 1996; Akashi et al., 2000; Azouna et al., 2011; Babovic et al., 2014).

Завершают ряд коммитированных СКК бипотентные (КОЕ-ГМ) и унипотентные (КОЕ-М, КОЕ-Г) миелидно-коммитированные клетки-предшественники, различающиеся по уровням экспрессии панмиелоидных антигенов CD13 и CD33. Естественно, существует и унипотентный лимфоидно коммитированный росток. Однако клетки данных субпопуляций практически не формируют краткосрочных колоний, и изучение СКК данного пула возможно только с применением иммунологических методов.

Именно пул линейно коммитированных (КОЕ-ГЕММ, КОЕ-ГМ, КОЕ-М, КОЕ-Г) клеток обеспечивает при трансплантации кроветворной ткани достаточно быстрое восстановление как лейкоцитов (в основном за счет нейтрофилов), так и тромбоцитов (популяция полипотентных КОЕ-ГЕММ).

С точки зрения фенотипических характеристик клеточной мембраны стволовым клеткам соответствует популяция CD34

, CD38

, HLA-DR

, CD45

(Huang, 1994).

Поэтому изучение уровней коэкспрессии антигенов CD38 и HLA-DR на CD34

-клетках может представлять значительный интерес при характеристике как всего пула гемопоэтических предшественников, так и субпопуляций стволовых, наиболее примитивных гемопоэтических клеток (CD34

).

Конечно, была подробно изучена экспрессия ГСК и общелейкоцитарного антигена CD45, определяющего все клетки гемопоэтической природы. Показано, что все CD34

-клетки экспрессируют как высокомолекулярные, так и низкомолекулярные изоформы CD45. При этом проявляются разные уровни коэкспрессии данной молекулы, что дает дополнительные возможности подробной характеристики субпопуляций КПГ. Ожидаемо уровни экспрессии CD45-антигена в популяции CD34

-клеток оказались различными как у взрослых, так и у детей и варьировали в зависимости от дня сбора периферических стволовых кроветворных клеток (Андреева, Тупицын, 2002; Гривцова, 2009).

Несомненный интерес представляет оценка коэкспрессии на мембране ГСК трансферринового рецептора, антигена CD71. Экспрессия CD71 описана в ходе созревания эритроидных клеток. Данный антиген представлен на пролиферирующих клетках и на эритроидных предшественниках (БОЕ-Э/КОЕ-Э) (Olweus, 1998; Sieff et al., 1987).

Изучение коэкспрессии антигена CD71 на клетках костного мозга показало, что фракция CD34

, lin

(т.е. когда линейно направленные антигены не экспрессированы и клетки не дифференцированны) была высокообогащенной в отношении экспрессии CD71 (CD71

). Незначительное количество клеток, экспрессирующих какие-либо линейно направленные маркеры, имело коэкспрессию CD71 (в основном активированные Т- и В-клетки). Отмечено также, что большинство CD34

-клеток костного мозга были CD71

или CD71

, тогда как CD34

-клетки периферической крови были представлены популяцией CD34

, CD45

, CD71

, что может подтверждать их более низкий потенциал пролиферации по отношению к клеткам костного мозга с фенотипом CD34

, CD45

, CD71

. Нами установлено существование субпопуляции стволовых кроветворных CD34

-клеток с фенотипом Thy-1

CD71

, которая предположительно и является наиболее ранней активно пролиферирующей популяцией, соответствующей КОЕ-ВПП (Андреева, Тупицын, 2005).

Изучению роли Thy-1 антигена (CD90) на CD34

-клетках также уделяется много внимания. Данная молекула вовлечена в регуляцию процессов пролиферации и опосредует отрицательный сигнал, приводящий к ингибированию пролиферации ранних КПГ. При использовании метода проточной цитометрии была установлена коэкспрессия CD90 и CD117 (c-Kit рецептора) на CD34

-клетках (D’Arena et al., 1998, 1996), что в дальнейшем подтверждено нашими исследованиями (Grivtsova, Tupitsin, 2016). Продемонстрировано присутствие популяции Cd34

Thy-1

стволовых клеток с коэкспрессией миеломоноцитарного антигена, CD33, экспрессия которого характерна только для клеток кроветворной природы (Андреева, Тупицын, 2005; Grivtsova, Tupitsin, 2016).

В последнее время показано, что ранние гемопоэтические клетки-предшественники экспрессируют антигены миелоидного ростка – CD33 и CD13. Продемонстрирована экспрессия CD33 на КОЕ-ГЕММ, в дополнение к экспрессии на КОЕ-ГМ и КОЕ-Э; таким образом, CD33 является маркером КПГ, коммитированных в направлении миелоидного ростка. Позднее было показано, что КОЕ-ВПП содержат CD33

-клетки. Однако трансплантация гемопоэтического материала, истощенного в отношении CD33

-, CD34

-клеток, приводит к медленному, но стойкому восстановлению гемопоэза. Кроме того, CD33

-, CD34

-клетки содержат популяцию предшественников, способную к выраженной пролиферации в долговременных культурах клеток костного мозга (la Russa, Giffin, 1992; Olweus, 1998). Это подтверждает факт, что основная часть СГК является CD33-отрицательной.

Подобно CD33, CD13 является маркером начального миелопоэза, однако было обнаружено, что клетки-предшественники эмбриональной печени с фенотипом CD34

, CD38