Возраст донора — ключевой фактор долговременного успеха трансплантации стволовых клеток

Новое исследование по изучению долгосрочной динамики трансплантированных стволовых клеток в организме пациента объясняет влияние возраста на выживаемость стволовых клеток и иммунное многообразие, что позволяет сделать трансплантацию более безопасной и успешной.

Впервые ученые проследили, что происходит со стволовыми клетками спустя десятилетия после трансплантации, приоткрыв завесу над процедурой, которая оставалась тайной на протяжении более 50 лет. Полученные данные могут открыть путь к новым стратегиям в подборе доноров и успешной трансплантации, что в перспективе приведет к более безопасным и эффективным пересадкам.

Исследователи из Института Wellcome Sanger и их коллеги из Цюрихского университета смогли составить картину поведения стволовых клеток в организме реципиентов на протяжении трех десятилетий после трансплантации и получить представление о долгосрочной динамике развития этих клеток.

Исследование, опубликованное 30 октября в журнале Nature, показывает, что при трансплантации от пожилых доноров, которая часто бывает менее успешной, выживает в десять раз меньше жизненно важных стволовых клеток. Часть выживших клеток также теряет способность производить ряд клеток крови, необходимых для сильной иммунной системы.

Ежегодно более чем у миллиона человек во всем мире диагностируется онкологическое заболевание крови, включая лейкоз и лимфому, которые могут помешать иммунной системе человека работать должным образом. Трансплантация стволовых клеток, также известная как трансплантация костного мозга, часто является единственным способом лечения этих пациентов.

В ходе процедуры поврежденные клетки крови пациента заменяются здоровыми стволовыми клетками донора, которые затем восстанавливают всю кровеносную и иммунную систему пациента.

Хотя пересадка может спасти жизнь, ее результаты сильно различаются, и многие пациенты сталкиваются с осложнениями спустя многие годы. Известно, что возраст донора влияет на показатели успеха, но то, что происходит на клеточном уровне после трансплантации, до сих пор оставалось «черным ящиком».

В новом исследовании ученые использовали передовые методы секвенирования генома для анализа образцов крови десяти пар доноров и реципиентов (которые являлись родными братьями и сестрами) на протяжении 31 года после трансплантации.

Анализируя мутации, происходящие в течение жизни в стволовых клетках донора и реципиента, они смогли отследить, сколько стволовых клеток пережило процесс трансплантации и продолжило производить новые клетки крови в организме пациента, что ранее было невозможно.

Команда обнаружила, что при трансплантации от молодых доноров (в возрасте 20-30 лет) около 30 000 стволовых клеток выживают в течение длительного времени, в то время как в случае с более пожилыми донорами этот показатель составляет всего 1–3000. Это снижение выживаемости может привести к снижению иммунитета и повышению риска рецидива, что может объяснить, почему пересадка от более молодых доноров часто дает лучшие результаты.

Ученые также обнаружили, что процесс трансплантации приводит к старению кровеносной системы реципиентов примерно на 10-15 лет по сравнению с подобранными донорами, в первую очередь из-за меньшего разнообразия стволовых клеток.

Доктор Michael Spencer Chapman (Майкл Спенсер Чепмен), автор исследования из Института Wellcome Sanger, сказал: «Когда человеку делают пересадку, он как будто начинает свою кровеносную систему с чистого листа, но что на самом деле происходит с этими стволовыми клетками? До сих пор мы могли только вводить клетки, а затем просто следить за показателями крови на предмет признаков восстановления. Но в данном исследовании мы проследили десятилетия изменений в одном единственном образце, показав, как одни клеточные популяции исчезают, а другие доминируют, формируя кровь пациента с течением времени. Очень интересно было понять этот процесс в таких подробностях».

Исследование подчеркивает, что возраст — это не просто цифра, а важный фактор успеха трансплантации. Хотя система гемопоэтических стволовых клеток удивительно стабильна с течением времени, молодые доноры обычно поставляют больший и более разнообразный набор стволовых клеток, что может иметь решающее значение для долгосрочного восстановления пациентов.