Назад

ⓘ Гемоцитобласт




Гемоцитобласт
                                     

ⓘ Гемоцитобласт

Гемопоэтические стволовые клетки - это самые ранние предшественники клеток крови, которые дают начало всем остальным клеткам крови и происходят от гемангиобластов и прегемангиобластов, а те, в свою очередь - от клеток первичной эмбриональной мезодермы. Гемопоэтические стволовые клетки находятся в красном костном мозгу, который, в свою очередь, находится внутри полостей большинства костей.

Плюрипотентные гемопоэтические стволовые клетки гемоцитобласты дают начало как миелоидным клеткам, так и лимфоидным клеткам. Именно в силу такого разнообразия плюрализма возможностей для дифференцировки их называют "плюрипотентными" или "универсальными". Ранее считалось, что плюрипотентные гемопоэтические стволовые клетки гемоцитобласты - это наиболее ранние из гемопоэтических стволовых клеток, встречающихся в постнатальном то есть, уже родившемся и тем более во взрослом организме. Однако в последнее время доказано наличие в постнатальном и даже во взрослом организме небольшого количества ещё более ранних, "пре-гемопоэтических", и ещё более плюрипотентных то есть имеющих ещё больше различных возможностей для дифференцировки по тому или иному пути стволовых клеток, могущих стать как гемопоэтическими стволовыми клетками гемоцитобластами, так и стволовыми клетками эндотелия сосудов ангиобластами - так называемых клеток гемогенного эндотелия, гемангиобластов и даже прегемангиобластов. Более того, обнаружилось, что, по-видимому, в некоторых специфических обстоятельствах плюрипотентные гемопоэтические клетки способны к "обратной дифференцировке" - частичной "раздифференцировке" обратно в гемангиобласты и прегемангиобласты. То есть дифференцировка в этой клеточной системе не всегда идёт в одном направлении, от менее дифференцированных клеток к более дифференцированным, и определённое количество гемангиобластов и прегемангиобластов всегда поддерживается во взрослом организме "про запас", при необходимости даже путём "обратной дифференцировки" которая возможна только на этом этапе, но не на более поздних.

В связи со всеми этими новыми данными определение термина "гемопоэтическая стволовая клетка" сильно изменилось за последние два десятилетия. В настоящее время общепризнано, что гемопоэтические равно как и пре-гемопоэтические - гемангиобластные стволовые клетки не представляют собой какую-то единую, однородную гомогенную популяцию одинаковых по своим свойствам клеток, а составляют сложную гетерогенную смесь различных субпопуляций гемопоэтических стволовых клеток разной степени зрелости находящихся на разных стадиях дифференцировки, и обладающих несколько различными поверхностными антигенами кластерами дифференцировки, разным временем жизни, разной краткосрочной и долгосрочной регенеративной активностью, разными профилями экспрессии генов и разными эпигенетическими программами дальнейшей дифференцировки, заложенными в них. А гемопоэтическая кроветворная ткань костного мозга содержит как собственно ранние гемопоэтические и пре-гемопоэтические стволовые клетки разных субпопуляций и разной степени зрелости, обладающие разными краткосрочными и долгосрочными регенеративными возможностями, так и более поздние, уже полностью или частично коммиттированные рекрутированные в ту или иную линию кроветворных клеток, мультипотентные, олигопотентные, бипотентные и унипотентные клетки-предшественники. Собственно, ранние гемопоэтические стволовые клетки гемоцитобласты составляют всего лишь 1 из каждых 10 000 клеток в кроветворной миелоидной ткани красного костного мозга. Ещё более ранних, пре-гемопоэтических стволовых клеток гемангиобластов и прегемангиобластов в кроветворной ткани костного мозга ещё меньше, приблизительно 1: 50 000. Однако чем более ранней является гемопоэтическая стволовая клетка, тем выше её пролиферативная активность и её способность к регенерации, поэтому сравнительно небольшое их количество в экспериментах на мышах - всего одна гемопоэтическая стволовая клетка способно реконституировать всю или почти всю кроветворную ткань после её уничтожения сублетальными дозами ионизирующей радиации или цитостатической химиотерапии. На этом основан принцип высокодозной химиотерапии и трансплантации гемопоэтических стволовых клеток.

Как уже было сказано выше, гемопоэтические стволовые клетки являются гетерогенной популяцией, состоящей, на самом деле, из нескольких субпопуляций клеток с разными эпигенетическими программами дальнейшего развития. Так, выделяют три класса гемопоэтических стволовых клеток, различающихся по соотношению лимфоидных и миелоидных клеток L/M ratio в популяции их потомков. Миелоидно-уклоняющиеся ГСК My-bi, от Myeloid-biased имеют низкое соотношение L/M 0 < L/M < 3, лимфоидно-уклоняющиеся ГСК Ly-bi, от Lymphoid-biased имеют высокое соотношение L/M L/M > 10, а так называемые "сбалансированные" ГСК Bala, от Balanced имеют промежуточное соотношение L/M 3 ≤ L/M ≤ 10. Только миелоидно-уклоняющиеся и "сбалансированные" ГСК являются долгоживущими и способны к длительному самовозобновлению популяции. Лимфоидно-уклоняющиеся ГСК - сравнительно короткоживущие. В дополнение к этим данным, эксперименты с последовательной трансплантацией тех или иных типов ГСК показали, что каждый подтип ГСК в условиях другого организма сохраняет свои "предпочтения" в отношении путей дифференцировки и предпочтительным образом воссоздаёт типичное для него распределение типов клеток крови лимфоидных или миелоидных, характерное для данного подтипа, что заставляет предполагать наличие у этих клеток унаследованной эпигенетической программы дальнейшей дифференцировки для каждого подтипа, на которую оказывает сравнительно малое влияние свойства микроокружения в частности, внутренняя среда нового организма.

Изучение гемопоэтических стволовых клеток в течение последних 50 лет привело к значительно более глубокому пониманию их свойств, функций и природы. Прогресс в этом понимании сделал возможным широкое применение трансплантации гемопоэтических стволовых клеток при лечении злокачественных опухолей особенно опухолей системы крови - лейкозов и лимфом, ряда генетических, иммунологических например, тяжёлый комбинированный иммунодефицит и гематологических например, миелодиспластический синдром заболеваний.

                                     

1. Источники ГСК

ГСК обнаруживаются в костном мозге взрослых. Большие их количества находятся в костях таза, бедра и грудины. Также в больших количествах ГСК обнаруживаются в плацентарной и пуповинной крови плода или новорождённого. В небольших количествах ГСК обнаруживаются также в периферической крови здоровых людей. Количество ГСК в периферической крови резко возрастает после введения колониестимулирующих факторов или в фазе восстановления после цитостатической химиотерапии.

Гемопоэтические стволовые клетки и другие клетки-предшественники могут быть взяты из костей таза в области подвздошной кости или из кости грудины, с использованием толстой иглы и шприца. Клетки могут быть изъяты в виде жидкого аспирата, получаемого при отсасывании шприцем пункционная или аспирационная биопсия костного мозга или в виде кусочка костномозговой кроветворной ткани, вместе с кусочком стромы костного мозга, костномозговыми сосудами и кусочком кости так называемая трепанобиопсия костного мозга, при помощи троакара. Трепанобиоптат костного мозга, в отличие от аспирата, позволяет исследовать не только морфологическое строение, иммунофенотип, молекулярную генетику и цитогенетику самих клеток, но и их взаимоотношения друг с другом и с клетками микроокружения стромы костного мозга, в частности, клетками сосудов и кости, архитектуру костномозговой кроветворной ткани. Это в ряде случаев очень важно для установления диагноза в гематологии.

С целью мобилизации донорских гемопоэтических стволовых клеток из костного мозга в периферическую кровь и их и последующего успешного сбора из периферической крови, донору гемопоэтических стволовых клеток вводят цитокины, такие, как G-CSF и/или GM-CSF, которые, помимо того, что вызывают интенсивное размножение гемопоэтических стволовых клеток в костном мозгу и увеличение их количества, также вызывают их массовый выход из костного мозга в кровь и увеличение количества циркулирующих ГСК.

В эмбриологии млекопитающих, первые явно гемопоэтические стволовые клетки обнаруживаются в области аорта-гонады-мезонефрос. Затем они массивно колонизируют фетальную печень и селезёнку, которые у плода являются основными кроветворными органами. И только затем, сравнительно незадолго до родов, они колонизируют костный мозг и обживаются в нём, и функция органа кроветворения переходит от печени и селезёнки к костному мозгу. Тем не менее, в особых обстоятельствах и у взрослого человека может наблюдаться фетальный экстрамедуллярный, внекостномозговой тип кроветворения в селезёнке и в печени. Например, это может случиться при лейкозах, при массивном разрушении костного мозга лейкозными клетками и вытеснении ими из него здоровых гемопоэтических стволовых клеток.