У каждого из нас есть клетки с чужеродной ДНК - Наука и открытия
В организме каждого из нас содержатся клетки, несущие чужеродную ДНК. Они способны и калечить, и лечит.
Эти поиски по азарту сравнимы для исследователей с настоящей охотой. Кажется, сейчас нам повезло. Процедура не из приятных, но небольшой соскоб тканей у обследуемого мужчины необходимо было взять. Готово! В окулярах микроскопа видно, ...
как среди сонма клеток, каждая из которых светится красно-зелеными флуоресцентными точками (ими маркируют мужскую пару хромосом ХY), вдруг мелькает странная красная пара - ХХ. Женская клетка в организме мужчины? Откуда? Объяснение существует: когда наш обследуемый еще находился в утробе, частица его матери проникла в его организм через плаценту. Потомков той самой клетки мы и обнаружили при эксперименте. В ней тоже содержится материнская ДНК. Невероятная вещь? Вовсе нет - ученые находят материнские клетки у 20 процентов обследованных. Впрочем, носителей клеток с чужим геномом в человеческой популяции наверняка еще больше. Ведь плод через ту же плаценту в состоянии "поделиться" своими клетками с матерью. Разнояйцевые близнецы, находясь в утробе матери, тоже обмениваются клетками. Через материнский организм мы можем получать клетки старших братьев и сестер, которые в нем находились до нас, или чуть ли не клетки бабушек...
Анализируя все эти случаи, ученые недаром вспоминают Химеру - мифологическое чудище, соединявшее в себе части тел разных животных: льва, змеи и козы. Ведь химерами в результате могут оказаться многие люди, если не все мы. Правда, чужих клеток у нас в организме наверняка совсем немного - по подсчетам, приблизительно одна на миллион. Поэтому исследователи придумали для явления специальное название - микрохимеризм. В последнее время оно стало объектом пристального внимания медиков. Оказалось, эти крохотные частицы чужой жизни, по прихоти природы прижившиеся в нашем организме, способны нести и болезни, и излечение от них.
Без барьеров
Еще 60 лет тому назад ученые впервые выяснили, что клетки матери могут попадать в организм ребенка через плаценту. Почему материнские клетки впервые нашли именно у мальчиков? В организме девочки, все родные клетки которой обладают набором хромосом XX, материнские клетки с таким же набором просто невозможно заметить. Поначалу это открытие никого не обрадовало. Врачей пугало, к примеру, что в раковых опухолях у маленьких мальчиков обнаруживались женские клетки их мамаш. Не они ли оказались "спусковым крючком" страшного недуга? "Скорее всего, они могли оказаться в опухолях в соответствии с принципом "где тонко, там и рвется", - говорит Сергей Киселев, руководитель лаборатории генетических основ клеточных технологий Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН. - Обычно организм отвергает чужой генетический материал, однако поломки иммунитета, связанные с онкозаболеванием, способны изменить картину".
Впрочем, в те годы сущности явления еще никто не понимал. Тем более что имелись виды рака, которые часто диагностировали у матери и новорожденного одновременно. В 5060-е годы от "заразных" клеток матери, несущих рак, даже пытались придумать своеобразную вакцину - вводили беременным женщинам клетки мужей, надеясь привить будущему ребенку иммунитет от опухоли.
Через несколько лет стало ясно, что опасения сильно преувеличены. Материнские клетки стали находить у новорожденных не только в опухолях. А в конце 70-х ученые доказали существование и обратного трафика клеток - от ребенка к матери. В то время статья американских ученых, нашедших клетки с Y-хромосомой в крови у женщины, беременной двойней мальчиков, произвели сенсацию. И все-таки поначалу исследователи не торопились делать далеко идущие выводы - считалось, что это явление можно встретить только у новорожденных, ведь иммунитет просто не позволит чужакам надолго остаться в организме здорового человека. То, что материнские клетки находили в более взрослом возрасте у детей, страдавших серьезными формами иммунодефицита, вроде бы лишь подтверждало правило.
Все изменилось в 90-е годы, когда Джей Ли Нельсон, сотруднице Онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона в Сиэтле и одному из крупнейших специалистов по проблеме микрохимеризма, удалось найти сохранившиеся клетки ХХ у здоровых взрослых людей, причем одному из них к тому времени исполнилось 46 лет. Клетки ребенка в теле матери, как выяснилось, тоже могли демонстрировать удивительную живучесть. Например, у одной женщины Y-хромосому обнаружили в крови спустя несколько десятков лет после того, как она родила сыновей. Как могли клетки существовать в организме так долго? Ведь большинство из них имеет ограниченный срок жизни. "Исключение - стволовые клетки, которые могут делиться бесконечно и дают начало множеству специализированных видов, от клеток иммунной системы до тех, что составляют ткани и органы", - считает Ли Нельсон. Ученые предположили, что "долгоживущие" чужие клетки, которые можно найти в организме, - это скорее всего потомки попавших в него когда-то стволовых. Дальнейшие эксперименты лишь укрепили их в этой мысли. Стало ясно, что большинство из нас, сами того не подозревая, могут прожить жизнь в качестве микрохимер - чужие клетки с нами надолго, может быть, навсегда.
Регулируй это
Масла в огонь подлили новые изыскания ученых, предположивших следующее: если чужие клетки попадают в человеческий организм, это зачем-нибудь нужно. Барух Ринкевич, старший исследователь Национального института океанографии в Тель-Авиве, высказал предположение, что микрохимеризм просто необходим - он позволяет тренировать и обучать иммунную систему. Важно учесть, что первичная и главная функция иммунитета вовсе не защита от инфекций, как долгое время считалось. В свое время нобелевского лауреата Илью Мечникова, высказавшего мысль о том, что иммунная система предназначена не столько для отражения микробных вторжений, сколько для регуляции происходящих в организме процессов, раскритиковали и Роберт Кох, и Пауль Эрлих. Понадобилось целое столетие, чтобы отношение к вопросу изменилось. "Проблема в том, что даже у здоровых людей довольно часто возникают мутации соматических клеток, - говорит Барух Ринкевич. - Если организм не умеет контролировать размножение таких соматических вариантов, они фактически будут на нем паразитировать. Разумно предположить, что нужны разнообразные клеточные механизмы для того, чтобы справиться с этой угрозой. Микрохимеризм, возникающий во время беременности, является побочным продуктом обучения развивающегося эмбриона различным механизмам, позволяющим предотвратить распространение опасных мутаций. Для этого интерфейс "мать - дитя" должен все время быть активным в обоих направлениях, и чем раньше это нач-нет происходить, чем лучше. Более того, различные компоненты иммунной системы матери тоже должны систематически активироваться". Хороший способ такой активации иммунитета - взаимный обмен клетками между матерью и ребенком.
Именно этот "клеточный интерфейс", по мнению исследователей, формирует такую полезную вещь, как врожденный иммунитет. "Хорошо известно, что через плаценту от матери к ребенку проникают иммунные клетки - в том числе так называемые лейкоциты памяти, способные жить в организме долго, - рассказывает ведущий научный сотрудник НИИ нормальной физиологии имени П. К. Анохина РАМН Александр Полетаев. - Именно с этим явлением связано "наследование" ребенком иммунного статуса матери, имевшегося во время беременности". Проще говоря, мы уже при рождении оказываемся невосприимчивы к тем же болезням, что и наши матери, хотя детский организм еще не встречался с их возбудителями. Просто наша иммунная система училась и тренировалась с помощью материнских иммунных клеток. Исследователям известны настоящие "иммунологические саги", когда устойчивость к определенным инфекциям передается через потомство в нескольких поколениях.
Впрочем, бывают случаи, когда происходит обратное - иммунитет матери, который в силу разных причин дал слабину, получает неожиданную поддержку от иммунных клеток ребенка. 70 лет назад американский нобелевский лауреат Филип Хенч наблюдал удивительные ситуации, когда женщины, страдающие неизлечимым аутоиммунным заболеванием, ревматоидным артритом, практически выздоравливали во время беременности. Но, правда, через несколько лет болезнь к ним все же возвращалась. Поначалу врачи считали причиной происходящего изменение гормонального статуса. Однако Джей Ли Нельсон с коллегами обнаружила иммунных "помощников", приходящих от ребенка, - антигены лейкоцитов. Чем больше они отличались у эмбриона и матери, тем вероятнее было временное избавление от болезни. Дорогой ценой
И все же природа не была бы собой, если б не назначила за "уроки иммунитета" разорительную плату. Иммунные клетки вырабатывают особые молекулы, антитела, участвующие в "уборке" клеточного "мусора". "Представим ситуацию: у женщины больные почки или щитовидка. Болезнетворные процессы чаще всего сопряжены с повышенным отмиранием клеток, при этом у каждого органа "мусор" свой, - рассказывает Александр Полетаев. - У больной, соответственно, вырабатывается значительное количество антител для "уборки" именно этих клеток. У ее ребенка почки здоровы. Но иммунная система все равно натренирована на то, чтобы производить все новых и новых "мусорщиков". Результатом может стать воспаление. Кто-то скажет - генетика, передалось от матери по наследству. Но это не так". Ученым еще предстоит изучить этот механизм и, возможно, найти средство против аутоиммунных заболеваний, при которых организм атакует собственные клетки. Ведь поняв, как он обучается это делать, можно его переучить.
Другой пример яростных атак организма на клетки связан с волчанкой новорожденных - аутоиммунным заболеванием, часто встречающимся у детей, матери которых были больны системной красной волчанкой. Ученые решили изучить эту связь в надежде найти следы разрушительной работы материнских антител, передавшихся ребенку. Однако поразительная правда открылась, когда они исследовали ткани миокарда таких детей, умерших от сердечного приступа. Изучали опять же сердца мальчиков и нашли у них огромное количество женских клеток ХХ. "Эти наблюдения свидетельствуют: иммунные атаки организма при волчанке новорожденных направлены против потомков материнских клеток, находящихся в сердце эмбриона, - считает Джей Ли Нельсон. - Возможно, и некоторые другие аутоиммунные заболевания могут быть связаны с тем, что организм атакует не свои собственные, как принято думать, а чужие клетки, внедренные в его ткани".
Ученые намерены всерьез заняться этой гипотезой. В ее пользу говорят многие факты. Например, аутоиммунными заболеваниями чаще страдают женщины. Причем эти болезни поражают обычно после 40 лет - как раз тогда, когда многие прошли через беременность и в организме присутствуют потомки стволовых клеток собственных детей. Подбираясь к этой теме, ученые уже исследовали пациенток, страдающих склеродермой - аутоиммунным заболеванием, симптомы которого известны хирургам: они удивительно напоминают осложнения после трансплантации. И снова в поле зрения ученых попали мамы мальчиков. Сравнение с контрольной группой показало, что у них больше мужских клеток XY, чем у остальных женщин.
Но если это так, то не слишком ли дорогую плату женщины вносят в копилку природы за материнство? Специалисты уверены: платить приходится звонкой монетой. Однако в отношениях ребенка и матери даже на клеточном уровне благородства не занимать. Например, ученым известно омолаживающее влияние стволовых клеток, передающихся от эмбриона к матери во время беременности. "Это может проявляться в течение нескольких лет после родов", - говорит Александр Полетаев. А материнские стволовые клетки в свою очередь способны "лечить" эмбрион: у мальчиков, больных диабетом первого типа, поражающим клетки, которые вырабатывают инсулин, в поджелудочной железе находили женские ХХ, самоотверженно приходившие на помощь.
Но главное, что ученым еще предстоит доказать, - возможно, клетки матери ответственны не только за иммунитет. Они способны проникать в мозговые структуры. "Не влияют ли они на развитие мозга?" - задается вопросом Джей Ли Нельсон. Похоже, в этом случае мать и ребенок с уверенностью смогут сказать друг другу: "Ты - это я".
Источник: digest-news.ru
Эти поиски по азарту сравнимы для исследователей с настоящей охотой. Кажется, сейчас нам повезло. Процедура не из приятных, но небольшой соскоб тканей у обследуемого мужчины необходимо было взять. Готово! В окулярах микроскопа видно, ...
как среди сонма клеток, каждая из которых светится красно-зелеными флуоресцентными точками (ими маркируют мужскую пару хромосом ХY), вдруг мелькает странная красная пара - ХХ. Женская клетка в организме мужчины? Откуда? Объяснение существует: когда наш обследуемый еще находился в утробе, частица его матери проникла в его организм через плаценту. Потомков той самой клетки мы и обнаружили при эксперименте. В ней тоже содержится материнская ДНК. Невероятная вещь? Вовсе нет - ученые находят материнские клетки у 20 процентов обследованных. Впрочем, носителей клеток с чужим геномом в человеческой популяции наверняка еще больше. Ведь плод через ту же плаценту в состоянии "поделиться" своими клетками с матерью. Разнояйцевые близнецы, находясь в утробе матери, тоже обмениваются клетками. Через материнский организм мы можем получать клетки старших братьев и сестер, которые в нем находились до нас, или чуть ли не клетки бабушек...
Анализируя все эти случаи, ученые недаром вспоминают Химеру - мифологическое чудище, соединявшее в себе части тел разных животных: льва, змеи и козы. Ведь химерами в результате могут оказаться многие люди, если не все мы. Правда, чужих клеток у нас в организме наверняка совсем немного - по подсчетам, приблизительно одна на миллион. Поэтому исследователи придумали для явления специальное название - микрохимеризм. В последнее время оно стало объектом пристального внимания медиков. Оказалось, эти крохотные частицы чужой жизни, по прихоти природы прижившиеся в нашем организме, способны нести и болезни, и излечение от них.
Без барьеров
Еще 60 лет тому назад ученые впервые выяснили, что клетки матери могут попадать в организм ребенка через плаценту. Почему материнские клетки впервые нашли именно у мальчиков? В организме девочки, все родные клетки которой обладают набором хромосом XX, материнские клетки с таким же набором просто невозможно заметить. Поначалу это открытие никого не обрадовало. Врачей пугало, к примеру, что в раковых опухолях у маленьких мальчиков обнаруживались женские клетки их мамаш. Не они ли оказались "спусковым крючком" страшного недуга? "Скорее всего, они могли оказаться в опухолях в соответствии с принципом "где тонко, там и рвется", - говорит Сергей Киселев, руководитель лаборатории генетических основ клеточных технологий Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН. - Обычно организм отвергает чужой генетический материал, однако поломки иммунитета, связанные с онкозаболеванием, способны изменить картину".
Впрочем, в те годы сущности явления еще никто не понимал. Тем более что имелись виды рака, которые часто диагностировали у матери и новорожденного одновременно. В 5060-е годы от "заразных" клеток матери, несущих рак, даже пытались придумать своеобразную вакцину - вводили беременным женщинам клетки мужей, надеясь привить будущему ребенку иммунитет от опухоли.
Через несколько лет стало ясно, что опасения сильно преувеличены. Материнские клетки стали находить у новорожденных не только в опухолях. А в конце 70-х ученые доказали существование и обратного трафика клеток - от ребенка к матери. В то время статья американских ученых, нашедших клетки с Y-хромосомой в крови у женщины, беременной двойней мальчиков, произвели сенсацию. И все-таки поначалу исследователи не торопились делать далеко идущие выводы - считалось, что это явление можно встретить только у новорожденных, ведь иммунитет просто не позволит чужакам надолго остаться в организме здорового человека. То, что материнские клетки находили в более взрослом возрасте у детей, страдавших серьезными формами иммунодефицита, вроде бы лишь подтверждало правило.
Все изменилось в 90-е годы, когда Джей Ли Нельсон, сотруднице Онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона в Сиэтле и одному из крупнейших специалистов по проблеме микрохимеризма, удалось найти сохранившиеся клетки ХХ у здоровых взрослых людей, причем одному из них к тому времени исполнилось 46 лет. Клетки ребенка в теле матери, как выяснилось, тоже могли демонстрировать удивительную живучесть. Например, у одной женщины Y-хромосому обнаружили в крови спустя несколько десятков лет после того, как она родила сыновей. Как могли клетки существовать в организме так долго? Ведь большинство из них имеет ограниченный срок жизни. "Исключение - стволовые клетки, которые могут делиться бесконечно и дают начало множеству специализированных видов, от клеток иммунной системы до тех, что составляют ткани и органы", - считает Ли Нельсон. Ученые предположили, что "долгоживущие" чужие клетки, которые можно найти в организме, - это скорее всего потомки попавших в него когда-то стволовых. Дальнейшие эксперименты лишь укрепили их в этой мысли. Стало ясно, что большинство из нас, сами того не подозревая, могут прожить жизнь в качестве микрохимер - чужие клетки с нами надолго, может быть, навсегда.
Регулируй это
Масла в огонь подлили новые изыскания ученых, предположивших следующее: если чужие клетки попадают в человеческий организм, это зачем-нибудь нужно. Барух Ринкевич, старший исследователь Национального института океанографии в Тель-Авиве, высказал предположение, что микрохимеризм просто необходим - он позволяет тренировать и обучать иммунную систему. Важно учесть, что первичная и главная функция иммунитета вовсе не защита от инфекций, как долгое время считалось. В свое время нобелевского лауреата Илью Мечникова, высказавшего мысль о том, что иммунная система предназначена не столько для отражения микробных вторжений, сколько для регуляции происходящих в организме процессов, раскритиковали и Роберт Кох, и Пауль Эрлих. Понадобилось целое столетие, чтобы отношение к вопросу изменилось. "Проблема в том, что даже у здоровых людей довольно часто возникают мутации соматических клеток, - говорит Барух Ринкевич. - Если организм не умеет контролировать размножение таких соматических вариантов, они фактически будут на нем паразитировать. Разумно предположить, что нужны разнообразные клеточные механизмы для того, чтобы справиться с этой угрозой. Микрохимеризм, возникающий во время беременности, является побочным продуктом обучения развивающегося эмбриона различным механизмам, позволяющим предотвратить распространение опасных мутаций. Для этого интерфейс "мать - дитя" должен все время быть активным в обоих направлениях, и чем раньше это нач-нет происходить, чем лучше. Более того, различные компоненты иммунной системы матери тоже должны систематически активироваться". Хороший способ такой активации иммунитета - взаимный обмен клетками между матерью и ребенком.
Именно этот "клеточный интерфейс", по мнению исследователей, формирует такую полезную вещь, как врожденный иммунитет. "Хорошо известно, что через плаценту от матери к ребенку проникают иммунные клетки - в том числе так называемые лейкоциты памяти, способные жить в организме долго, - рассказывает ведущий научный сотрудник НИИ нормальной физиологии имени П. К. Анохина РАМН Александр Полетаев. - Именно с этим явлением связано "наследование" ребенком иммунного статуса матери, имевшегося во время беременности". Проще говоря, мы уже при рождении оказываемся невосприимчивы к тем же болезням, что и наши матери, хотя детский организм еще не встречался с их возбудителями. Просто наша иммунная система училась и тренировалась с помощью материнских иммунных клеток. Исследователям известны настоящие "иммунологические саги", когда устойчивость к определенным инфекциям передается через потомство в нескольких поколениях.
Впрочем, бывают случаи, когда происходит обратное - иммунитет матери, который в силу разных причин дал слабину, получает неожиданную поддержку от иммунных клеток ребенка. 70 лет назад американский нобелевский лауреат Филип Хенч наблюдал удивительные ситуации, когда женщины, страдающие неизлечимым аутоиммунным заболеванием, ревматоидным артритом, практически выздоравливали во время беременности. Но, правда, через несколько лет болезнь к ним все же возвращалась. Поначалу врачи считали причиной происходящего изменение гормонального статуса. Однако Джей Ли Нельсон с коллегами обнаружила иммунных "помощников", приходящих от ребенка, - антигены лейкоцитов. Чем больше они отличались у эмбриона и матери, тем вероятнее было временное избавление от болезни. Дорогой ценой
И все же природа не была бы собой, если б не назначила за "уроки иммунитета" разорительную плату. Иммунные клетки вырабатывают особые молекулы, антитела, участвующие в "уборке" клеточного "мусора". "Представим ситуацию: у женщины больные почки или щитовидка. Болезнетворные процессы чаще всего сопряжены с повышенным отмиранием клеток, при этом у каждого органа "мусор" свой, - рассказывает Александр Полетаев. - У больной, соответственно, вырабатывается значительное количество антител для "уборки" именно этих клеток. У ее ребенка почки здоровы. Но иммунная система все равно натренирована на то, чтобы производить все новых и новых "мусорщиков". Результатом может стать воспаление. Кто-то скажет - генетика, передалось от матери по наследству. Но это не так". Ученым еще предстоит изучить этот механизм и, возможно, найти средство против аутоиммунных заболеваний, при которых организм атакует собственные клетки. Ведь поняв, как он обучается это делать, можно его переучить.
Другой пример яростных атак организма на клетки связан с волчанкой новорожденных - аутоиммунным заболеванием, часто встречающимся у детей, матери которых были больны системной красной волчанкой. Ученые решили изучить эту связь в надежде найти следы разрушительной работы материнских антител, передавшихся ребенку. Однако поразительная правда открылась, когда они исследовали ткани миокарда таких детей, умерших от сердечного приступа. Изучали опять же сердца мальчиков и нашли у них огромное количество женских клеток ХХ. "Эти наблюдения свидетельствуют: иммунные атаки организма при волчанке новорожденных направлены против потомков материнских клеток, находящихся в сердце эмбриона, - считает Джей Ли Нельсон. - Возможно, и некоторые другие аутоиммунные заболевания могут быть связаны с тем, что организм атакует не свои собственные, как принято думать, а чужие клетки, внедренные в его ткани".
Ученые намерены всерьез заняться этой гипотезой. В ее пользу говорят многие факты. Например, аутоиммунными заболеваниями чаще страдают женщины. Причем эти болезни поражают обычно после 40 лет - как раз тогда, когда многие прошли через беременность и в организме присутствуют потомки стволовых клеток собственных детей. Подбираясь к этой теме, ученые уже исследовали пациенток, страдающих склеродермой - аутоиммунным заболеванием, симптомы которого известны хирургам: они удивительно напоминают осложнения после трансплантации. И снова в поле зрения ученых попали мамы мальчиков. Сравнение с контрольной группой показало, что у них больше мужских клеток XY, чем у остальных женщин.
Но если это так, то не слишком ли дорогую плату женщины вносят в копилку природы за материнство? Специалисты уверены: платить приходится звонкой монетой. Однако в отношениях ребенка и матери даже на клеточном уровне благородства не занимать. Например, ученым известно омолаживающее влияние стволовых клеток, передающихся от эмбриона к матери во время беременности. "Это может проявляться в течение нескольких лет после родов", - говорит Александр Полетаев. А материнские стволовые клетки в свою очередь способны "лечить" эмбрион: у мальчиков, больных диабетом первого типа, поражающим клетки, которые вырабатывают инсулин, в поджелудочной железе находили женские ХХ, самоотверженно приходившие на помощь.
Но главное, что ученым еще предстоит доказать, - возможно, клетки матери ответственны не только за иммунитет. Они способны проникать в мозговые структуры. "Не влияют ли они на развитие мозга?" - задается вопросом Джей Ли Нельсон. Похоже, в этом случае мать и ребенок с уверенностью смогут сказать друг другу: "Ты - это я".
Источник: digest-news.ru
