Ученые уже давно знали, что отдельные клетки материнского организма (а иногда и других членов семьи) могут пройти через плаценту, попасть в организм плода и затем оставаться активными уже после его рождения.
Но до новой работы не было понимания, какова доля людей с таким «микрохимеризмом» и насколько может затянуться наличие в организме таких «чужих» клеток.
Во время внутриутробного развития между организмами человеческого эмбриона и его матери работает надежный защитный барьер: плацента. Она есть не только у плацентарных млекопитающих (где ее открыли раньше всего), но и у ряда сумчатых, а также акул-молотов и некоторых сухопутных беспозвоночных. Плацента ценна тем, что, в норме, пропускает вещества с умеренным размером молекул, но не более крупные. Через плаценту идет обмен веществами из крови матери и крови плода. Периодически, однако, через нее проходят и небольшие клетки из организма матери (что выяснилось не так давно).
На сегодня до конца даже не понятно, идет ли речь о случайной ошибке с чисто негативными последствиями или о некоей особой черте, иногда полезной для организма. Считается, что клетки с чужой ДНК (матери) в организме уже родившегося человека могут стать причиной аутоиммунного заболевания, когда иммунитет человека атакует чужую клетку, считая ее опасным патогеном. Но есть и свидетельства того, что клетки материнского организма играют какую-то роль в восстановлении тканей после их повреждений.
Чтобы разобраться в этом лучше, нужны исследования, которые нереально провести на живом человеке. А когда он уже умер, их провести бывает уже проблематично: ведь нужно сравнить клетки из организма умершего с клетками его матери, которая зачастую умерла уже годы назад. Наконец, материнских клеток часто может быть всего одна из сотни тысяч, что делает задачу их поиска похожей на разыскивание иголки в стогу сена.
Теперь авторы новой работы, которую опубликовали на сервере препринтов bioRxiv.org, использовали как исходный материал клетки из мозга 37 детей от новорожденных до 14 лет. Их получили потому, что эти дети подвергались нейрохирургическим операциям, цель которых состояла в лечении эпилепсии. За счет малого возраста пациентов была возможность получить образцы клеток от их матерей и сравнить их.
Чтобы найти материнские клетки, авторы использовали количественный ПЦР. Затем специально разработанный ими инструмент Cellector искал сходства в данных секвенирования. В итоге клетки матери нашли у 26 из 37 детей. На самом деле реальная цифра почти наверняка выше. Дело в том, что пропорция материнских клеток была очень мала — медианное значение лишь 2,2 на 100 тысяч собственных клеток ребенка. Если некоторые генетические особенности матери и ребенка были близки, различить их клетки с помощью существующих методов очень сложно.
Прочтение РНК на уровне отдельных ядер клеток показало, что клетки матери были среди самых разных типов клеток мозга детей. Они были и среди нейронов, непосредственно работающих с информацией, и в микроглии мозга, отвечающей за его иммунитет, и среди олигодендроцитов (защитная оболочка нейронов), и среди астроцитов, поддерживающих нейроны. Даже клетки, выстилающие кровеносные сосуды мозга, могли частично быть материнскими.
Затем исследователи использовали Cellector для анализа данных прочтений РНК из чужих работ. Там содержались данные, полученные от людей в возрасте от эмбриона до 80-летних. Оказалось, что люди из всего этого спектра возрастов имели чужие клетки в своем мозгу. В то же время пропорция их падала со временем.
Причины этого пока не вполне ясны. Некоторые клетки мозга действительно проходят через программируемую клеточную смерть с возрастом. Но большинство тех же нейронов все же выживает до дня смерти человека (иначе его мозг не мог бы работать в старости). Возможно, по каким-то причинам клетки матери подвергаются программируемой смерти чаще других, но почему — пока не известно.
Работа представляет большой интерес, поскольку медицинское и физиологическое назначение таких клеток еще очень слабо понятно. Не исключено, что продвижение в этой области в перспективе поможет в лечении аутоиммунных болезней.
Автор: Александр Березин