CqQRcNeHAv

Анализ костного мозга причины

Главная > Домашняя работа >Медицина, здоровье

ВВЕДЕНИЕ

Хронические миелопролиферативные заболевания (ХМПЗ) – это гетерогенная группа клональных заболеваний стволовых клеток крови, характеризующаяся избыточной пролиферацией клеток миелоидного ряда и относительно нормальным уровнем их созревания, что приводит к повышению количества эритроцитов, тромбоцитов и/или гранулоцитов в периферической крови.

Анализ костного мозга причиныИзучение этой группы заболеваний представляется актуальным, так как, несмотря на то, что частота их встречаемости не очень высокая, заболевания являются тяжелыми и нередко инвалидизирующими. Общим для всех заболеваний, среди прочего, является развитие фиброза костного мозга: для некоторых заболеваний из группы ХМПЗ это явление является обязательным (например, первичный миелофиброз), а для некоторых (например, эссенциальная тромбоцитемия) – редким, но тяжелым и ухудшающим прогнозы.

За последние годы многое стало известно о патогенезе ХМПЗ: открытие Филадельфийской хромосомы, мутаций генов различных тирозинкиназ, в том числе Jak2-киназы, дефектов тромбопоэтинового рецептора и т.д. Однако несмотря на прогресс в изучении ХМПЗ, остаются неясными механизмы регуляции клеток стромы костного мозга при миелофиброзе. Прогресс осложняется тем, что фиброзирование костного мозга делает процедуру получения аспирата маловероятной, а также тем, что in vitro мегакариоциты обладают низкой способностью к выживанию, являясь при этом источником ростовых факторов, играющих важную роль в процессе фиброзообразования. Использование тромболизата способно дать возможность изучения количественного влияния тромбоцитарных факторов на пролиферацию и секреторную активность клеток стромы костного мозга, а также дать возможность изучить изменения мегакариоцитарного ростка кроветворения при ПМФ на основе анализа тромболизата от больных.

Целью данной работы является изучение роли дисфункции мегакариоцит-тромбоцитарной системы в изменении функционирования мезенхимных стволовых клеток и, как следствие, фиброзировании костного мозга и нарушении костномозгового кроветворения.

Задачи исследования включают в себя:

- исследование пролиферативной активности и направлений дифференцировки МСК, культивируемых на экспериментальных средах с тромболизатом различной концентрации;

- количественное определение белка в экспериментальных системах, представляющих собой МСК, культивируемые на средах с тромболизатом различной концентрации;

- оценка пролиферативной активности МСК, культивируемых на средах с тромболизатом от больных ПМФ.

- оценка количества ростовых факторов в тромболизате от больных ПМФ по сравнению со здоровыми донорами

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Общие сведения о ХМПЗ

ХМПЗ представляет собой гетерогенную группу заболеваний, включающую, согласно классификации ВОЗ 2008 года, хронический миелолейкоз (ХМЛ), истинную полицитемию (ИП), эссенциальную тромбоцитемию (ЭТ), первичный миелофиброз (ПМФ), хронический нейтрофильный лейкоз, хронический эозинофильный лейкоз/гиперэозинофильный синдром, болезнь тучных клеток и миелопролиферативные опухоли неклассифицируемые (Tefferi et al. 2008).

Ежегодно количество случаев заболевания ИП составляет 1,97-3/100000 населения, а для ЭТ и ПМФ этот показатель равен 1,5-3 и 0,3-0,4, соответственно (Kutti et al. 2001, Johansson et al. 2004). Распространенное мнение о доброкачественности течения этих заболеваний не относится ко всем больным и не подтверждается статистическими данными: медиана выживаемости варьирует от 1,4 до 9,1 года. Частота бластной трансформации варьирует и для ПМФ достигает 30% (Barosi et al. 1999). Общая средняя продолжительность жизни больных составляет всего 5 лет (Thiele et al. 2003, Kvasnicka et al. 1997).

Общим в патогенезе всех ХМПЗ является активация тирозинкиназ. Наиболее изученным в этом отношении является ХМЛ, при котором всегда обнаруживается транслокация (9;22)(q34;q11) с образованием химерного гена BCR-ABL, что приводит к активации пролиферативных и антиапоптотических механизмов. При этом использование ингибиторов тирозинкиназ приводит к значительному улучшению течения заболевания, вплоть до молекулярной ремиссии. Механизмы патогенеза ИП, ЭТ и ПМФ до недавнего времени оставались полностью неизученными. В 2005 году появилось большое количество статей, авторы которых обнаружили мутацию в гене Jak2-киназы (JAK2V617F) (Levine et al, 2005; Kralovics et al, 2005; Baxter et al, 2005; James et al, 2005), а затем – мутацию в гене трансмембранного домена рецептора тромбопоэтина MPLW515 (Pardanani et al, 2006) при ХМПЗ, что позволило во многом объяснить гиперпролиферацию клеток миелоидного ряда, но не фиброз костного мозга, который в той или иной степени характерен для всех ХМПЗ. Миелофиброз, развивающийся в результате ИП (10-15%) и ЭТ (

2%), называется пост-ИП и пост-ЭТ миелофиброз, соответственно. Наиболее рано появляется и определяет клиническое течение фиброз костного мозга при ПМФ.

Современные представления о механизмах миелофиброза

В настоящее время считается, что одну из ключевых ролей в процессе миелофиброза играют вещества, продуцируемые мегакариоцитами, тромбоцитами и моноцитами (Колосков, 1997; Reilly, 2006). В основном, они содержатся в альфа-гранулах мегакариоцитов и тромбоцитов (Kaplan et al, 1979), однако механизмы, с помощью которых эти факторы выделяются в гемопоэтическую нишу, до сих пор остаются дискутабельными.

При ПМФ увеличена концентрация как в крови, так и внутри клеток таких цитокинов, как IL-1, PDGF, TGF-b, bFGF, VEGF и других (Leoni et al, 1994; Martyre et al, 1990, 1994, 1997; Le Bousse-Kerdiles et al, 1996).

Несмотря на большое количество новой информации, позволяющей получить представление о патогенетических механизмах миелофиброза, остается неясным, какое событие является первопричиной в развитии фиброза. Сам по себе факт увеличения количества мегакариоцитов в костном мозге не может быть такой первопричиной, так как при других ХМПЗ, например, при ЭТ, также имеется мегакариоцитоз костного мозга, однако миелофиброз развивается значительно реже. Существует мнение о том, что в основе развития фиброза лежит неэффективный мегакариоцитопоэз с дефектом созревания (Castro-Malaspina, 1984; Muth et al, 2010).

Миелофиброз – это гистологический термин, применяемый для обозначения избытка коллагена в костном мозге. Еще в 1979 году Charron показал, что при ПМФ в костном мозге количество коллагена значительно повышено по сравнению с нормой, в то время как содержание гликозаминогликанов снижалось (Charron et al. 1979). Известно, что в норме строма костного мозга содержит коллаген I и III типа, с преобладанием последнего. Базальные мембраны сосудов костного мозга содержат коллаген IV типа (Gay, 1978). Фиброзирование костного мозга на ранних этапах (так называемый, ретикулиновый фиброз) происходит в первую очередь за счет коллагена III типа, а на более поздних стадиях повышается удельный вес коллагена I типа, и при остеосклерозе он является преобладающим. Подобное изменение соотношения разных типов коллагена типично для различных заболеваний и повреждений: ПМФ, цирроз печени, заживление ран (Gay, 1978). Кроме того, поскольку при ПМФ на ранних стадиях обнаруживается гиперваскуляризация, количество коллагена IV типа также повышается за счет синтеза новых базальных мембран (Castro-Malaspina et al. 1984).

В норме содержание коллагена в костном мозге определяется его продукцией и деградацией. Популяция клеток, продуцирующих коллаген в костном мозге, включает в себя фибробласты и эндотелиальные клетки. Фибробласты, имеющие мезенхимное происхождение, синтезируют преимущественно коллаген I и III типов, тогда как эндотелиальные клетки – коллаген IV типа. Оба типа клеток, наряду с остеоцитами и адипоцитами, происходящими из МСК, а также остеокластами, имеющими гемопоэтическое происхождение, формируют так называемые гемопоэтические ниши. Условно принято разделять ниши на два типа: эндостальные и околососудистые (Zhang et al. 2003, Papayannopoulou et al. 2008). Предполагается, что эндостальная ниша предназначена для поддержания ГСК в недифференцированном состоянии, за счет их контакта с остеобластами, экспрессирующими N-кадгерин (Calvi et al. 2003). Околососудистая ниша, в свою очередь, предназначена для пролиферации, дифференцировки и мобилизации ГСК (Kopp et al. 2005). Таким образом, выдвигается гипотеза о том, что равновесие между функционированием этих двух ниш обеспечивает гемопоэтический гомеостаз, а нарушение его может привести к возникновению различных опухолевых, в том числе миелопролиферативных, заболеваний.

Анализ костного мозга причиныВ системе взаимодействий в пределах ниш ключевую роль играют 3 компонента: внутриклеточные регуляторные механизмы, молекулы адгезии (N-кадгерин, CD44 и др.) и внеклеточные компоненты матрикса (цитокины, хемокины, гормоны, кальций, кислород и др.) (Lataillade et al. 2008).

Анализ костного мозга причиныНарушение внутриклеточной регуляции в ГСК вследствие мутаций Jak2-киназы (JAK2V617F) и трансмембранного домена рецептора тромбопоэтина MPLW515 не только приводит к гиперпролиферации миелоидного ростка, но и качественно изменяет функционирование клеток, в первую очередь, мегакариоцитов и, как следствие, тромбоцитов. Дисплазия мегакариоцитов может проявляться в виде микромегакариоцитоза, гипо- и гиперлобулярных мегакариоцитов, а также мегакариоцитов с асинхронным созреванием ядра и цитоплазмы. Кроме того, в костном мозге больных ПМФ может наблюдаться повышенное количество мегакариоцитов с пикнотическими, фрагментированными ядрами и безъядерные формы, что свидетельствует о длительности жизни и деструкции этих клеток в костном мозге (Byelinska et al. 2004).

В последние годы появились сведения о том, что при ХМПЗ нарушен непосредственный процесс формирования тромбоцитов. Традиционным является представление о том, что зрелые мегакариоциты образуют псевдоподии, именуемые протромбоцитами, которые достигают синусоидов, в пределах которых отшнуровывают тромбоциты (Deutsch et al. 2006). В 2010 году было показано, что вследствие АТФ-зависимых изменений цитоскелета мегакариоцитов количество протромбоцитов при ХМПЗ резко увеличено (Muth et al. 2010). Эти данные были подтверждены исследованиями in vitro (Balduini et al. 2011).

Считается, что мегакариоциты в норме и при ПМФ содержат одинаковое количество и внутриклеточную локализацию ростовых факторов, следовательно, в патогенезе заболевания играет роль не избыточный синтез или накопление белков, а по всей вероятности, нарушение выделения этих веществ (Schmitt et al. 2000).

Повышенным количеством протромбоцитов можно объяснить увеличение количества ростовых факторов в костном мозге. Эти факторы синтезируются и при нормальном мегакариоцитопоэзе, однако принято считать, что в норме строма защищена от их фиброгенного действия за счет того, что тромбоциты отшнуровываются непосредственно в просвет синусоидов, а не в интерстиций. При таких условиях строма контактирует только с неактивными протромбоцитами, мегакариоциты же располагаются в непосредственной близости от синусоидов для максимального разобщения компонентов стромы и предшественников тромбоцитов. В таком случае, Wilkins объясняет повышенный неоангиогенез при ПМФ, как попытку уменьшить потенциальное фиброгенное действие протромбоцитов на строму. В дальнейшем фиброзирующийся костный мозг и повышенное образование протромбоцитов образуют порочный круг, в котором количество тромбоцитарных факторов роста неминуемо растёт (Wilkins, 2010).

Другим объяснением повышенного содержания тромбоцитарных факторов в костном мозге при ПМФ может служить явление эмпериполеза – наличия одной клетки в пределах другой, как правило, без их взаимного повреждения (Cashell et al. 1992). Впервые это явление было описано Lewis в 1925 году, который разграничил понятия эмпериполеза и фагоцитоза на основании того, что поглощенная клетка обладала собственной мембраной и не сливалась с лизосомами.

В экспериментальных моделях ПМФ было показано, что явление эмпериполеза при данном заболевании наблюдается весьма часто, коррелирует со степенью фиброза костного мозга и обладает определенными особенностями. Во-первых, наблюдается селективный захват мегакариоцитами нейтрофилов и эозинофилов. Во-вторых, в цитоплазме мегакариоцитов при этом наблюдались выраженные изменения. Наконец, поглощенные полиморфонуклеары имели морфологические повреждения с высвобождением лизосом в цитоплазму мегакариоцитов. Это приводит к лизису альфа-гранул с последующим высвобождением ростовых факторов (Schmitt et al. 2000, 2002). Усиление эмпериполеза связывают с повышением содержания Р-селектина в цитоплазме мегакариоцитов. Белки семейства селектинов необходимы для роллинга лейкоцитов, экспрессирующих P-селектиновый лиганд 1, вдоль поверхности эндотелия. Когда полиморфонуклеары проникают внутрь мегакариоцита, лиганд связывается с избыточным количеством цитоплазматического Р-селектина, что в последующем приводит к активации клеток и их апоптозу с последующим выделением содержимого лизосом в цитоплазму мегакариоцитов (Schmitt et al. 2002).

Другим следствием эмпериполеза может быть то, что нейтрофильные протеазы, выделяющиеся в гемопоэтическую нишу, могут расщеплять молекулы адгезии на поверхности ГСК, что в свою очередь способствует облегчению миграции ГСК и усилению внекостномозгового кроветворения (Centurione et al. 2004).

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Thanx: МГУДТ