Донорские кроветворные клетки оказались не склонны накапливать мутации после пересадки

Американские исследователи выполнили секвенирование ДНК 16 пар доноров и реципиентов стволовых клеток костного мозга через десятки лет после трансплантации и пришли к выводу, что она не приводит к выраженной экспансии мутантных пересаженных клеток, повышающей риск онкозаболеваний. Отчет о работе опубликован в журнале Science Translational Medicine.

После трансплантации относительно небольшая фракция стволовых клеток донора должна полностью сформировать кроветворную систему реципиента, что требует большого количества делений. Из-за этого существуют опасения возникновения у реципиента олигоклонального или клонального гемопоэза, при котором стволовые клетки с какой-либо мутацией формируют существенную субпопуляцию клеток крови. У людей в целом частота этого явления увеличивается с возрастом (наблюдается у 10–20 процентов после 70 лет), оно связано с резко повышенным риском онкогематологических и сердечно-сосудистых заболеваний, а также общей смертностью.

Чтобы понять, оправданы ли опасения, связанные с клональным гемопоэзом, после трансплантации кроветворных клеток, Масуми Уэда Осима (Masumi Ueda Oshima) из Онкоцентра имени Фреда Хатчинсона и Вашингтонского университета с коллегами взяли свежие образцы крови 16 пар донор-реципиент, у которых с момента пересадки прошло от 6,6 до 45,7 (медианный период 33,8) года (включая самых долгоживущих реципиентов в мире). У 14 пациентов источником стволовых клеток стал костный мозг донора, в 11 случаях показанием для трансплантации было злокачественное новообразование. Также в распоряжении исследователей оказались консервированные образцы крови 11 доноров, забранные до процедуры.

Во всех образцах высокочувствительным секвенированием проанализировали гены, часто мутирующие при клональном гемопоэзе и миелоидных новообразованиях. Клональный гемопоэз расценивали как генетический вариант, обнаруженный как минимум в двух дуплексных консенсусных последовательностях, каждая из которых представляет собой двухцепочечную молекулу ДНК. У всех 16 доноров в возрасте от 12 до 84 лет были обнаружены многочисленные экзонные варианты клонального гемопоэза, связанные с острым миелолейкозом, включая характерные мутации генов DNMT3A, TET2 и ASXL1. Их частота предсказуемо увеличивалась с возрастом. Чаще всего это были миссенс- и нонсенс-мутации, а также сдвиги рамки считывания. Подобные тенденции клонального гемопоэза наблюдались и у доноров, и у реципиентов после трансплантации; шесть из семи наиболее мутировавших генов оказались общими с доступными ранними образцами доноров.

Анализ темпа изменений частоты мутаций с возрастом показал, что их уровень у доноров растет со временем, причем особенно выраженно в генах, связанных с миелоидными новообразованиями. При этом абсолютная частота мутаций, несмотря на возрастание, оставалась крайне низкой, редко превышая одну на миллион наблюдений даже у самых старших доноров. Сравнительный анализ накоплений мутаций этих генов у реципиентов по годам после трансплантации не выявил существенной разницы с донорами (2,6 против 2,0 процента в год); каких-либо характерных кластеров мутаций, потенциально связанных с пересадкой клеток, в обеих группах выявлено не было.

Попарный анализ вариантов генов, связанных с миелоидными новообразованиями, у доноров и реципиентов выявил от четырех до 69 (медианное число 17) вариантов, общих в каждой паре. Из общей суммы 393 общих вариантов 22 (5,6 процента) демонстрировали в 10 и более раз повышенную частоту вариантных аллелей у реципиентов, однако у всех пар, кроме двух, она была ниже уровня детекции большинством доступных коммерческих систем секвенирования. Также были получены указания на то, что некоторые мутации в клональном гемопоэзе, связанные со старением организма, могу давать преимущества в росте стволовым клеткам поле трансплантации, однако из-за небольшого размера выборки статистическую значимость этого оценить не удалось. Экспансия частоты вариантных аллелей у реципиентов умеренно положительно коррелировала со временем, прошедшим с пересадки, но не с возрастом донора.

Таким образом, даже спустя десятилетия после трансплантации кроветворных стволовых клеток распространенной ускоренной клональной экспансии их у реципиента не происходит, что свидетельствует о внушительной регенерационной способности человеческой кроветворной системы, заключают авторы работы.

Полученные результаты дополняют и отчасти опровергают раннюю работу сотрудников того же Вашингтонского университета, выявивших признаки клонального гемопоэза у молодых доноров, который они передают реципиентам (что согласуется с нынешними выводами), и заподозривших, что у реципиентов они склонны к накоплению и умножению (а это не подтвердилось).