Впервые исследователи смогли проследить изменения, происходящие со стволовыми клетками, спустя десятилетия после трансплантации, открывая завесу над процедурой, оставшейся загадкой на протяжении более 50 лет. Полученные результаты могут привести к новым подходам в выборе доноров и успешной трансплантации, что в будущем обеспечит более безопасные и эффективные пересадки.
Команда ученых из Института Wellcome Sanger и их коллеги из Цюрихского университета смогли создать полное представление о поведении стволовых клеток в организме реципиентов на протяжении трех десятилетий после трансплантации, а также оценить долгосрочную динамику развития этих клеток.
Исследование, опубликованное 30 октября в журнале Nature, демонстрирует, что при трансплантации от пожилых доноров, которая зачастую оказывается менее успешной, выживает в десять раз меньше жизнеспособных стволовых клеток. Часть выживших клеток также теряет способность производить ряд клеток крови, необходимых для крепкой иммунной системы.
Хотя трансплантация может спасти жизнь, ее результаты варьируются, и многие пациенты сталкиваются с осложнениями спустя годы. Известно, что возраст донора влияет на успех операции, но процесс, происходящий на клеточном уровне после трансплантации, оставался «черным ящиком».
В данном исследовании ученые применили современные методы секвенирования генома для анализа образцов крови десяти пар доноров и реципиентов (которые были родными братьями и сестрами) на протяжении 31 года после трансплантации.
Изучая мутации, происходящие в стволовых клетках донора и реципиента на протяжении жизни, они смогли отследить, сколько стволовых клеток выжило в процессе 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 для более пожилых доноров этот показатель составляет всего 1–3000. Снижение выживаемости может привести к ухудшению иммунной функции и повышению риска рецидива, что объясняет, почему пересадка от более молодых доноров часто дает лучшие результаты.
Исследователи также выяснили, что процесс трансплантации приводит к старению кровеносной системы реципиентов примерно на 10-15 лет по сравнению с подобранными донорами, что в первую очередь связано с меньшим разнообразием стволовых клеток.
Доктор Michael Spencer Chapman (Майкл Спенсер Чепмен), автор исследования из Института Wellcome Sanger, отметил: «Когда человеку делают пересадку, он как будто начинает свою кровеносную систему с чистого листа, но что на самом деле происходит с этими стволовыми клетками? Ранее мы могли только вводить клетки и следить за показателями крови на предмет признаков восстановления. В данном исследовании мы проследили десятилетия изменений в одном единственном образце, показывая, как одни клеточные популяции исчезают, а другие доминируют, формируя кровь пациента с течением времени. Это было очень интересно — понять этот процесс в таких подробностях».
Исследование подчеркивает, что возраст — это не просто число, а важный аспект успеха трансплантации. Несмотря на то, что система гемопоэтических стволовых клеток удивительно стабильна со временем, молодые доноры обычно предоставляют больший и более разнообразный набор стволовых клеток, что может иметь решающее значение для долгосрочного восстановления пациентов.