Исследователи Медицинской школы Стэнфордского университета определили скопление клеток, которые – если их увидеть в крови пациента-мужчины после получения совершенно новой иммунной системы в виде трансплантата костного мозга от донора-женщины – предвещают начало хронического трансплантата – болезнь против хозяина, или cGVHD. При этом разрушительном синдроме ткани пациента подвергаются жестокой и стойкой атаке со стороны трансплантированных клеток.
"Подавляющее большинство пациентов, у которых есть эти клетки в крови, либо имеют, либо разовьются cGVHD в течение одного-трех месяцев," сказал Дэвид Миклос, доктор медицинских наук, доцент медицины и старший автор нового исследования, которое будет опубликовано в феврале. 4 в Трудах Национальной академии наук. По его словам, до сих пор не существовало хороших прогностических индикаторов начала цРТПХ.
Открытие этого легко измеряемого маркера в крови может помочь в разработке новых методов лечения, разработанных для смягчения или предотвращения cGVHD, основного неблагоприятного исхода трансплантации костного мозга от одного человека к другому.
Трансплантация костного мозга чаще всего используется для лечения лейкемии и лимфомы, состояний, возникающих, когда кровь или иммунная клетка, соответственно, становятся злокачественными и размножаются. В совокупности эти заболевания вызывают от 50 000 до 75 000 новых случаев ежегодно в Соединенных Штатах.
Трансплантация костного мозга включает в себя сначала очистку организма пациента от его или ее собственных иммунных клеток, а затем трансплантацию костного мозга, источника всех кроветворных и иммунообразующих клеток, от донора, соответствующего тканям. Новые клетки, свободные от рака, повторно заселяют костный мозг пациента и в конечном итоге дают начало функционирующему набору крови и иммунных клеток, обеспечивая лечение на всю жизнь.
Но примерно в половине таких процедур трансплантации пациенты в конечном итоге заболевают хронической РТПХ, сказал Миклос. В четверти всех этих трансплантатов, в которых участвуют мужчины-реципиенты и женщины-доноры, риск еще выше.
Это преднамеренный компромисс: хотя трансплантация костного мозга от женщины к мужчине подвергает реципиента на 40 процентов более высокому риску острой или хронической РТПХ, чем трансплантаты соответствующего пола, они также снижают риск рецидива рака у реципиента-мужчины на 35 процентов.
Раковые клетки, по сути, нестабильны и производят всевозможные причудливые белки, фрагменты которых они имеют тенденцию отображать на своей поверхности – красный флаг для иммунной системы. Поэтому новая иммунная система особенно бдительна в отношении раковых клеток, которые каким-то образом пережили попытку их уничтожить, что подвергает пациента риску рецидива.
Но иммунная система атакует не только инфекционных насекомых или раковые клетки, но и любые клетки, которые она воспринимает как "иностранный," включая здоровые клетки, несущие поверхностные особенности, к которым иммунная система не привыкла в течение длительного воздействия на различные ткани организма. Таким образом, оккупирующая армия иммунных клеток от донора слишком часто устраивает жестокую, продолжительную, всеобъемлющую атаку на здоровые ткани реципиента.
Стандартным лечением cGVHD является введение стероидов, которые могут глобально подавлять всю иммунную систему. У этой терапии есть свои недостатки: в частности, значительно повышенная уязвимость к инфекционным заболеваниям, увеличение веса, остеопороз, мышечная слабость и резкие перепады настроения. К тому же это не всегда работает или, зачастую, становится требованием всей жизни.
Индикатор раннего предупреждения, обнаруженный командой Миклоша, представляет собой тип B-лимфоцитов с особой конфигурацией, один из многих типов клеток, которые составляют нашу иммунную систему и обычно вводятся при трансплантации костного мозга.
До недавнего времени не часто подозревали, что В-клетки вызывают цРТПХ, потому что работа, которой они наиболее известны, – это производство антител, массива секретируемых белков, похожих на стрелки с советами дизайнеров. Очень разные формы этих стрелок – по некоторым оценкам, до квадриллиона (число один с 15 нулями) в иммунной системе одного человека – дают антителам коллективную способность связываться практически с каждым другим белком, который может усеять чужеродные клетки. поверхность. Антитела могут захватывать инфекционный патоген, например, обездвиживая его и помечая его для тотального нападения и вероятного уничтожения мощным ударным отрядом агрессивных иммунных клеток.
Даже когда не задействованы в производстве антител, каждая В-клетка имеет поверхностные рецепторы, форма которых очень похожа на "советы дизайнера" антител, которые в конечном итоге будут вырабатывать и секретировать клетка или ее потомство, если оно станет активным. По словам Миклоса, именно эта общая черта позволила впервые связать набор В-клеток с началом цРТПХ.
По сути, все человеческие клетки упаковывают свой генетический материал в виде 23 пар хромосом, каждая из которых состоит из одного члена, полученного по материнской линии, и одного члена, полученного по отцовской линии. В 22 из этих пар оба члена очень похожи. Одна пара, однако, – та, которая определяет наш пол – состоит из двух хромосом, которые у женщины очень похожи (две копии версии X), но у мужчины такие же разные, как пара несовпадающих носков (обозначены X и Y).
Практически каждая клетка в организме человека содержит Y-хромосому, и поэтому все эти клетки отображают на своей поверхности определенные фрагменты белков, вырабатываемых в соответствии с инструкциями этой Y-хромосомы. Анализ полных последовательностей генома человека предсказал, что девять из этих белков будут отличаться от своих аналогов, продуцируемых X-хромосомой, на 5 процентов или более. Шесть из этих так называемых "H-Y белки" было обнаружено, что они вызывают сильные иммунные реакции со стороны иммунной системы женщины. Один из них, известный как DBY, и особенно небольшой фрагмент этого белка, называемый DBY-2, генерирует особенно устойчивый ответ.
В более ранних исследованиях Миклос и его коллеги наблюдали явный признак вовлечения B-клеток в cGVHD среди мужчин, получивших клетки от женщин-доноров: наличие в крови этих пациентов антител, направленных на участки белков HY, особенно DBY- 2. Но хотя эти антитела были тесно связаны с развитием цРТПХ, они не предшествовали ее началу – они стали заметными вскоре после появления клинических симптомов – поэтому они не могли быть причиной синдрома.
Тогда, возможно, В-клетки, которые будут продуцировать и секретировать эти антитела, еще до того, как они начали это делать, каким-то другим образом участвовали в индукции cGVHD.
В новом исследовании исследователи нашли способ конъюгировать флуоресцентный краситель с рецепторами, нацеленными на DBY-2, на поверхности B-клеток, пометив эти клетки, чтобы их можно было обнаружить с помощью метода, называемого сортировкой клеток с активацией флуоресценции или FACS. Леонард Герценберг, доктор философии, почетный профессор генетики в Стэнфорде и соавтор нового исследования, изобрел FACS в 1972 году и с тех пор играет важную роль в его непрерывном развитии.
Миклос и его сотрудники изучили кровь 28 пациентов мужского пола в Стэнфордской больнице, которые, начиная с 2005 года, получили трансплантаты костного мозга от женщин-доноров и заранее согласились позволить исследователям периодически брать их кровь и хранить образцы в морозильной камере в больнице. Стэнфордский репозиторий исследований по трансплантации костного мозга.
Спустя годы исследователи ретроспективно изучили образцы крови. Когда они посмотрели на образцы, взятые примерно через шесть месяцев после трансплантации, они заметили, что 16 из 28 имели обнаруживаемые уровни В-клеток, нацеленных на DBY-2, что составляет 0.5-1.0 процентов всех В-клеток. Учитывая триллионы различных возможных разновидностей рецепторов, которые теоретически могут присутствовать во всех, это огромный процент.
Более того, из этих 16 пациентов медицинские записи показали, что у 15 в конечном итоге развилась цРТПХ. Шесть из них уже имели это к тому времени, когда их кровь была впервые взята, поэтому невозможно сказать, были ли клетки или болезнь первыми. У остальных девяти еще не было цРТПХ, но он развился через месяц или год.
Из тех 12, у которых в крови не было доказательств присутствия В-клеток, нацеленных на DBY-2, только у пяти в конечном итоге развился цРТПХ.
Миклос сказал, что, по его мнению, этот вид анализа может быть полезен для тщательного мониторинга пациентов на предмет раннего предупреждения о надвигающейся цРТПХ и, если признаки есть, начала агрессивного превентивного лечения. Миклос предупредил, что необходимы более масштабные проспективные исследования, чтобы установить полезность DBY-2.
Миклос и его коллеги показали в других исследованиях, что инъекционный препарат под названием ритуксимаб (сам по себе антитело), который атакует В-клетки, сохраняя при этом другие типы иммунных клеток, может снизить частоту cGVHD у реципиентов трансплантата от женщины к мужчине. Миклос провел четыре различных клинических испытания (в том числе одно текущее исследование, финансируемое Национальным институтом рака, в котором все еще участвуют пациенты), используя ритуксимаб вместе со стероидами для лечения cGVHD.