Дормантные стволовые клетки

Первое описание покоящихся (резервных) стволовых клеток в костном мозге принадлежит А. Максимову. Он же первый предложил, что устройство и сигналы микроокружения (ниша) предопределяют активный или пассивный статус гематогенных стволовых клеток. Например, в ранних зародышах ЭСК находятся в неактивном состоянии из-за подлежащего слоя примитивной эндодермы. Развитие зародыша построено на постоянном антагонизме зародышевых тканей и клонов, имеющих разную судьбу.

Во взрослых тканях выявлено более 11 типов дормантных стволовых клеток, годами сохраняющих неактивный ресурс. Часть клеток (по данным электронной микроскопии) имеет наружный "скафандр", а цитоплазма содержит повышенные концентрации белков. Лишь при резком изменении внешних условий клетки возвращаются к текущей жизни, начинают реагировать на внешние сигналы, размножаться, дифференцироваться. Большинство "депо" этих латентных клеток локализовано не в функциональной паренхиме, а в так называемой соединительно-тканной строме органов, по которой проходят сосудистые, лимфатические и нервные коммуникации. Для каких целей в организме человека созданы сейфы-филиалы, хранящие программы эмбриогенеза и регенерации?

По-видимому, резервы "законсервированных" полипотентных стволовых клеток необходимы для борьбы с неизбежными молекулярными поломками ДНК. Только кислородоиндуцируемые поломки ДНК идут с частотой 10 000 раз на клетку. В каждой клетке - 3 млрд. азотистых оснований ДНК. Всего в организме - 100 трлн. клеток. Поскольку поломки ДНК возникают на порядок чаще в интенсивно делящихся клетках - "дочерях" и "внучках" стволовых клеток, - в организме периодически нужна "большая стирка" с полной заменой работающих клонов. Во-вторых, существует предположение, что такие свободные резервы стволовых клеток эволюция использует для быстрой реорганизации схем развития после внезапных геологических или космических катаклизмов для выживания вида.

Известно, что резервные стволовые клетки млекопитающих после пересадки в ранний зародыш птиц участвуют в образовании крыльев или клюва. В организме рыб эти же клетки соучаствуют в сборке плавников и жабр. Резервные стволовые клетки человека "знают" репертуар развития многих видов на Земле.

Эти факты заставляют задуматься о многом. Возможно, в природе существует библиотека всех генов и программ, а также информация о всех успешных модификациях индивидуального развития от первых многоклеточных водорослей до человека.

В самое последнее время новая вспышка интереса к дормантным стволовым клеткам возникла из-за открытия так называемых дормантных опухолевых стволовых клеток. Выяснилось, что только дормантные опухолевые клетки в организме человека и млекопитающих генерируют метастазы - вторичные опухоли, наделенные высокой миграционной активностью. Оказалось, что дормантные опухолевые стволовые клетки возникают в костном мозге и строме других органов независимо от первичной опухоли. Между генезом первичной опухоли и вторичными метастазами нет никакой преемственности в виде единой цепочки клеток.

Сначала дормантные опухолевые стволовые клетки обнаружили у пациентов после лечения первичного рака (чаще всего опухоли молочной железы, мозга и некоторых форм лейкемии). Оказалось, что эти "спящие" раковые "реликты" активируются в разное время после удаления первичного рака (от 2 до 10 лет). Причины активации в метастазы остаются неизученными. "Спящие" опухолевые клетки в костном мозге были недавно выявлены с высокой частотой у пожилых людей без первичной опухоли (в группе минимального риска). Сравнительные исследования, свидетельствуют о схожести некоторых молекулярных маркеров дормантных нормальных периваскулярных и неактивных "спящих" опухолевых клеток в костном мозге. Поэтому есть основания предпологать, что метастатические опухоли по происхождению могут быть связаны с реликтовыми "запасниками" эмбриональной ткани, возникающими в период органогенеза. Возможно, что новые находки помогут лучше диагностировать и своевременно ликвидировать потенциальные метастазы