Перспективы для разработки новых методов забора костного мозга для процедур трансплантации
По результатам недавнего исследования ученым удалось выяснить, что фибробластный гормон способствует перемещению гемопоэтических стволовых клеток. Ожидается, что это открытие позволит разработать более эффективные методы забора стволовых клеток у доноров костного мозга.
Исследовательская группа из Университета Кобе, в состав которой вошли в том числе студент магистратуры Синъити Исии и адъюнкт-профессор Ёсио Катаяма (оба из отделения гематологии Медицинской школы), обнаружила, что фактор роста фибробластов 23 (FGF23) способствует поступлению (мобилизации) гемопоэтических стволовых клеток в периферическую кровь.
До настоящего момента FGF23 был известен своей ролью в работе почек. Это гормон, регулирующий концентрацию фосфатов в человеческом теле.
Ученые надеются, что данное открытие позволит разработать новые стратегии забора гемопоэтических стволовых клеток у доноров костного мозга.
Перед печатью результаты исследования опубликовали онлайн, в американском научном журнале «Blood», 23 декабря 2020 г.
Основные положения:
- FGF23 преимущественно продуцируется остеоцитами в костной ткани. По итогам исследования, однако, выяснилось, что гормон также продуцируют эритробласты, находящиеся в костном мозге.
- Выработка FGF23 эритробластами началась после снижения уровней кислорода (гипоксии) в костном мозге, вызванного введением Г-КСФ. Г-КСФ стимулирует мобилизацию гемопоэтических стволовых клеток.
- Стало известно, что высокая концентрация FGF23 в костном мозге способствует мобилизации гемопоэтических стволовых клеток путем подавления функции хемокиновых рецепторов, удерживающих эти клетки в костном мозге.
Контекст исследования
Согласно общепринятому определению, фактор роста фибробластов 23 – это гормон, который вырабатывается остеоцитами в костной ткани и регулирует гомеостаз фосфатов в почках.
Широко известно, что избыточная выработка FGF23 вызывает наследственный гипофосфатемический рахит (так называемый витамин D-резистентный рахит) и поддается терапии на основе антител, воздействующих на FGF23.
В последние годы FGF23 также стали использовать в качестве показателя хронической почечной недостаточности. Тем не менее, действие FGF23 на клетки костного мозга в то время еще не изучалось.
Для трансплантации костного мозга необходимо произвести забор гемопоэтических стволовых клеток у донора. В настоящее время широко применяются Г-КСФ и Плериксафор (антагонист CXCR4-хемокинового рецептора). Эти препараты вводят донорам для того, чтобы гемопоэтические стволовые клетки вышли из костного мозга и поступили в периферическую кровь.
В результате врачи получают возможность произвести забор стволовых клеток из периферической крови. Это более безопасная и менее инвазивная процедура по сравнению с забором клеток из костного мозга. Вместе с тем до настоящего момента ученые лишь отчасти понимали механизм мобилизации стволовых клеток.
Результаты исследования
В первую очередь исследовательская группа выяснила, что после введения Г-КСФ мышам в костном мозге значительно увеличилась выработка FGF23. По итогам последующего клеточного анализа обнаружилось, что FGF23 продуцировался большинством эритробластов внутри костного мозга. Эритробласты – это предшественники эритроцитов.
Введение Г-КСФ и последующая стимуляция симпатических нервов привели к снижению уровней кислорода в костном мозге. Стало ясно, что выброс эритробластами FGF23 в костный мозг произошел вследствие искусственно вызванной гипоксии.
В результате введения Г-КСФ в костном мозге произошло необычайное повышение концентрации FGF23 (приблизительно в 20 000 раз выше по сравнению с концентрацией в периферической крови).
После этого выяснилось, что такая высокая концентрация FGF23 ослабляет те молекулы (в данном случае CXCR4-хемокиновый рецептор), которые отвечают за удержание гемопоэтических стволовых клеток в костном мозге. В результате стволовые клетки покидают костный мозг и поступают в периферическую кровь.
Дальнейшая работа
Донору костного мозга необходимо заблаговременно пройти курс инъекций, вызывающих выброс гемопоэтических стволовых клеток в периферическую кровь. После этого производится забор стволовых клеток. Тем не менее, приблизительно в 10% случаев этот процесс протекает неправильно (недостаточная мобилизация).
Ожидается, что полученные результаты помогут решить эту проблему и разработать новые стратегии забора стволовых клеток.
