Celulele stem hematopoietice ale sacului de gălbenuș

Evident, diverse proliferativă și diferențierea a potentei de celule stem hematopoietice, datorită particularităților dezvoltării lor ontogenetice, pentru că în procesul de schimbare în ontogeneza umană chiar și localizarea principalelor zone ale hematopoiezei. Celulele progenitoare hematopoietice ale sacului de gălbenuș al fătului se dedică formării unei linii celulare exclusiv eritropoietice. După migrarea GSK primară la ficat și splină în micromediul acestor organe, spectrul liniilor de comisie se extinde. În special, celulele stem hematopoietice dobândesc capacitatea de a genera linii limfoide. În perioada prenatală, celulele precursoare hematopoietice ajung în zona de localizare finală și colonizează măduva osoasă. În procesul de dezvoltare fetală în sângele fătului conține un număr semnificativ de celule stem hematopoietice. De exemplu, la a 13-a săptămână de sarcină, nivelul HSC ajunge la 18% din numărul total de celule sanguine mononucleare. În viitor se înregistrează o scădere progresivă a conținutului acestora, dar chiar înainte de naștere, cantitatea de HSC din sângele din cordonul ombilical diferă puțin de numărul lor în măduva osoasă.

Conform ideilor clasice, o schimbare naturală în localizarea hematopoezei în timpul dezvoltării embrionare de mamifere se realizează prin migrarea și punerea în aplicare a unei noi celule stem hematopoietice pluripotente micromediu - din sacul vitelin în măduva ficat, splină și oase. Deoarece primele stadii ale dezvoltării embrionare a țesutului hematopoietic conține un număr mare de celule stem, care scade ca gestatie, cea mai promițătoare pentru obținerea de celule stem hematopoietice este considerat hematopoietic țesutul hepatic fetal izolat din abortnogo material de la 5-8 săptămâni de gestație.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9]

Originea celulelor stem hematopoietice

Faptul că producția fetale de celule roșii din sânge provine din insulele de sânge din sacul vitelin, fără îndoială. Cu toate acestea, in vitro potential diferentierea celulelor sac hematopoietic x galbenus este foarte limitată (se diferențiază predominant eritrocite). Trebuie remarcat faptul că transplantul de celule stem hematopoietice din sacul vitelin nu este capabil de a restabili hematopoiezei pentru o lungă perioadă de timp. Sa dovedit că aceste celule nu sunt precursorii GSK ai unui organism adult. Adevărat GSK apar mai devreme, la 3-5 săptămâni ale dezvoltării fetale, în zona de formare a țesutului gastric și endoteliul vaselor sanguine (splanchnopleura paraaortic, P-SP), iar în locul gonad marcaje aortă și rinichi primar - în domeniu sau așa mesonephros numita zonă AGM. S-a arătat că celulele AGM-regiune nu sunt doar o sursă de HSC, dar celulele endoteliale ale vaselor de sânge, și osteoclaste, procesele implicate in formarea oaselor. Pe 6-a săptămână de gestație timpurie celulelor progenitoare hematopoietice de călătorie AGM-districtul la ficat, care este formatoare de sânge principalele organe ale fătului înainte de naștere.

Din moment ce acest moment este extrem de important din punct de vedere al transplantului celular, problema originii HSC în procesul embriogenezei umane merită o expunere mai detaliată. Ideea clasica ca celulele stem hematopoietice ale mamiferelor și păsărilor derivate din surse anexiale, bazate pe cercetare Metcalf și Moore, care a folosit prima tehnici de clonare GSK și descendenții lor, izolați din sacul vitelin. Rezultatele muncii lor au constituit baza teoriei migrației, potrivit căreia GSK, apărut pentru prima dată în sacul vitelin, ocupă în mod constant organe hematopoietice tranzitorii și definitive în procesul de formare în micromediul lor respective. Acesta este modul în care sa stabilit că generația de GSK, inițial localizată în sacul de gălbenuș, servește drept bază celulară pentru hematopoieză definitivă.

Celule progenitoare hematopoietice din sacul vitelin sunt printre cele mai timpurii celule progenitoare hematopoietice. Fenotipul lor este descris prin formula AA4.1 + CD34 + c-kit +. Spre deosebire de GCS din măduva osoasă matură, ei nu exprimă antigeni Sca-1 și molecule MHC. S-ar părea că apariția antigenele de markeri pe membranele de suprafață ale GSK sacului vitelin prin cultivarea corespunde diferențierea lor în timpul dezvoltării embrionare, cu formarea liniilor angajate de hemopoiesis: scade nivelul de expresie al antigenului CD34 și Thy-1 crește exprimarea CD38 și CD45RA, apar molecule HLA-DR. In ulterioare induse de citokine și factori de creștere, în expresia vitro a specializării începe antigene specifice celulelor precursoare hematopoietice ale liniei celulare specifice. Cu toate acestea, rezultatele studiului de hematopoieza embrionare în reprezentanți ai trei clase de vertebrate (amfibieni, păsări și mamifere), și, în special, analiza originii CSH sunt responsabile pentru hematopoieza definitive în ontogeneza postnatală, contrar ideilor clasice. Se stabilește că în reprezentanții tuturor clasei examinate în embriogeneză se formează două regiuni independente în care apar GSK-uri. Extraembryonic regiune „clasic“ reprezentat sac vitelin sau analogii săi, în timp ce recent identificat intraembrionalnaya zona de localizare HSC cuprinde mezenchim para aortic și AGM-area. Astăzi, se poate argumenta că amfibieni și păsări CSH definitive derivate din surse intraembrionalnyh, în timp ce mamifere si om GSK parte din sacul vitelin în hematopoieza definitiv este încă imposibil să se elimine complet.

Hematopoieza embrionară în sacul vitelin este în mod esențial eritropoieză primar, care se caracterizează prin păstrarea nucleului în toate etapele de maturizare a eritrocitelor și tipul sintezei hemoglobinei fetale. Conform celor mai recente date, valul eritropoiezei primare se termină în sacul de gălbenuș în a 8-a zi de dezvoltare embrionară. Este urmată de o perioadă de acumulare a celulelor progenitoare eritroide definitive - BFU-E, care se formează exclusiv în sacul de gălbenuș și apare pentru prima dată în a 9-a zi de gestație. Următoarea etapă a embriogenezei este deja formarea celulelor progenitoare eritroide - CFU-E, precum și (!) Celule mamare și CFU-GM. Ea se bazează pe existența acestui punct de vedere ca celulele progenitoare definitive apar în sacul vitelin, migrează prin fluxul sanguin, se acumuleaza in ficat si rapid initia prima faza intraembrionalnogo hematopoieza. Conform unor asemenea reprezentări, sacul vitelin poate fi considerat, pe de o parte, ca locul eritropoieza primar, iar celălalt - ca primă sursă de celule precursoare hematopoietice definitive in dezvoltarea embrionara.

Este arătat că celulele care formează colonii cu potențial proliferativ ridicat pot fi izolate din sacul vitelin este deja in ziua a 8-a de sarcină, adică, cu mult înainte de închiderea sistemului vascular al embrionului și gălbenușul sacul. Mai mult derivat din sacul vitelin cu potențial proliferativ ridicat în celule formatoare de colonii in vitro, mărimea și compoziția celulară care nu diferă de parametrii corespunzători ai creșterii culturii de celule stem maduvei osoase. În același timp, cu celule sacului vitelin colonie retransplantation cu potențial proliferativ ridicat format semnificativ mai multe celule formatoare de colonii și celule fiica multipotente precursoare decat cu celule precursoare hematopoietice din măduva osoasă.

Concluzia finală despre rolul celulelor stem hematopoietice în hematopoieza definitiv sacului vitelin poate da rezultate în care autorii au obținut o linie de celule endoteliale ale sacului vitelin (G166), care au sprijinit în mod eficient proliferarea celulei sale cu caracteristici fenotipice și funcționale ale HSC (AA4.1 + WGA +, densitate scăzută și proprietăți slabe de adeziv). Conținutul târziu când se cultivă pe un strat de alimentare de celule din S166 timp de 8 zile a crescut mai mult de 100 de ori. Mixte coloniile crescute pe Covorul liniei celulare S166, au fost identificate macrofage, granulocite, megacariocite, monocite și celule blastice și celulele precursoare ale limfocitelor B și T. Celulele sacul vitelin, în creștere pe un substrat de celule endoteliale au capacitatea de a se reproduce și a avut loc în experimentele autorilor la trei pasaje. Recuperarea prin ei hematopoieza la soareci adult cu imunodeficiență severă combinată (SCID), însoțită de formarea tuturor tipurilor de leucocite, precum limfocitele T și B. Cu toate acestea, autorii în cercetarea lor, folosind celule din sacul vitelin de embrioni de 10 zile, din care sistemul vascular extra- și intraembrionalnye a închis deja, că nu exclude prezența în rândul celulelor din sacul vitelin GSK intraembrionalnogo origine.

În același timp, analiza potențialului diferențierii celulelor hematopoietice stadii incipiente de dezvoltare, înainte de combinarea sistemului selectat vascular al embrionului și sacul vitelin (8-8,5 zile de gestație) a relevat prezența precursorilor celulelor T și B în sacul vitelin, dar nu în corpul embrionului . Metoda in vitro a sistemului de cultură în două etape pe un monostrat de celule epiteliale și subepiteliale ale celulelor mononucleare timice au fost diferențiate în sacul vitelin de pre-T și matură T-limfocite. În aceleași condiții de cultură, ci pe un monostrat de celule stromale ale ficatului si maduvei osoase celulele mononucleare ale sacului vitelin au fost diferențiate în celule pre-B și mature IglVT-B-limfocite.

Rezultatele acestor studii sugerează posibilitatea dezvoltării de celule ale sistemului imunitar din extraembryonic tesutul sacului vitelin, formarea T primare și linii de celule B dependentă de factorii micromediului stromal hematopoietic organelor embrionare.

Alți autori, de asemenea, a indicat faptul ca celulele sacului vitelin cu potențe cuprinde o diferențiere limfoidă și limfocite formate nu diferă de acele caracteristici antigenice la animalele mature. S-a descoperit că celulele din sacul vitelin de embrion 8-9 zile se poate restabili lymphopoiesis timic în atimotsitarnom cu apariția mature CD3 + CD4 + - și CD8 + SDZ + limfocite care poseda repertoriul decorat de receptori de celule T. Astfel, timusul poate fi populat de celule de origine adnexal, dar este imposibil să se excludă posibilitatea de migrare a celulelor progenitoare timus de limfocitele T din surse lymphopoiesis intraembrionalnyh.

Zonele lungi devastate de repopulare Cu toate acestea, transplantul de celule hematopoietice sacului vitelin în recipiente pentru adulți iradiate nu este finalizat întotdeauna localizare tesut hematopoietic, un celule in vitro ale sacului vitelin formează colonii splenice mult mai mici decât celulele AGM-zona. În unele cazuri, prin intermediul celulelor sacul vitelin de 9 zile embrionul este încă posibilă atingerea pe termen lung (până la 6 luni) repopularea destinatari tesut hematopoietic iradiat. Autorii cred ca celulele fenotipului CD34 sacului vitelin + c-kit + prin capacitatea lor de a repopula devastate organele hematopoietice, nu numai că nu diferă de cele ale AGM-regiune, dar, de asemenea, a restabili mai eficient hematopoieza, la fel ca în sacul vitelin care conținea aproape 37 de ori mai mult .

Trebuie remarcat faptul că, în experimente, celulele hematopoietice ale sacului vitelin cu antigene de markeri GSK (c-kit + și / sau CD34 + și CD38 +), care au fost introduse direct în ficat sau descendența vena abdominală a șoarecilor femele care au primit injecții cu busulfan până în ziua a 18-a sarcinii. La aceste animale nou-născuți myelopoiesis propria fost brusc deprimat din cauza eliminarea celulelor stem hematopoietice cauzate de busulfan. După transplant, CSH sacului vitelin luni de zile și în sângele periferic al destinatarilor identificați globulele conținând marker de donator - glitserofasfatdegidrogenazu. Se constată că sacul vitelin al GSK conținut redus de celule limfoide, mieloide și eritroide de sânge, timus, splină și măduva osoasă, în care nivelul de himerismul a fost mai mare în cazul, nu intravenos celule gălbenușul de sac intrahepatic. Autorii sugereaza ca HSCs de sacul vitelin de embrioni stadii incipiente de dezvoltare (până la 10 zile) pentru soluționarea cu succes a organelor hematopoietice ale beneficiarilor adulți care au nevoie de o cooperare preliminar cu micromediul hematopoietice a ficatului. Este posibil ca în embriogeneza există o etapă unică de dezvoltare, atunci când celulele din sacul vitelin, migrând în primul rând în ficat, iar apoi a dobândi capacitatea de a coloniza stroma care formează organele de destinatari pentru adulți.

În acest sens, trebuie remarcat faptul că himerismul de celule ale sistemului imunitar, este adesea observată după transplantul de celule de măduvă osoasă în recipiente iradiate maturi sexual - în celulele sanguine ale donatorului ultimele fenotipuri în cantități suficient de mari sunt găsite printre B- și limfocitele T și granulocite primitorului care durează cel puțin 6 luni.

Metodele morfologice de celule hematopoietice la mamifere detectat pentru prima dată pe 7-a zi a dezvoltării embrionare și prezintă insule hematopoietice din interiorul vaselor din sacul vitelin. Cu toate acestea, diferențierea hematopoietic naturale în sacul vitelin este limitat eritrocite primare conservarea miezului și sintetizarea hemoglobinei fetale. Cu toate acestea, în mod tradițional sa crezut că sacul vitelin este singura sursă de HSC a migra la sange care formeaza organele fătului în curs de dezvoltare și de a oferi hematopoieza definitiv la animalele adulte, deoarece apariția HSC în corpul embrionului este închiderea sistemului vascular al embrionului și sacul vitelin. În sprijinul acestui punct de vedere, potrivit datelor care in clonarea in vitro a celulelor sacului vitelin dau naștere la granulocite și macrofage, o in vivo - colonii de splină. Apoi, în timpul experimentelor de transplant, sa constatat că celulele hematopoietice ale sacului vitelin, care, în gălbenușul sac sunt capabile să se diferențieze numai în primare celulele roșii din sânge în micromediul ficatului de SCID-soarece nou-nascuti si adulti devastate timus sau stromală feeder dobândi capacitatea de a repopula organele hematopoietice cu restaurarea tuturor liniile de hemopoieză chiar și la animalele destinate adulților. În principiu, acest lucru face posibilă clasificarea acestora ca GSK-uri adevărate - ca celule care funcționează în perioada postnatală. Se presupune că sacul vitelin, împreună cu regiunea AGM, o sursă de CSH pentru hematopoieza definitive la mamifere, cu toate acestea, este încă neclar de contribuția lor la dezvoltarea sistemului hematopoietic. Nu înțeleg semnificația biologică și existența în embriogeneza timpurie a mamiferelor, două organe formatoare de sânge cu funcții similare.

Căutarea răspunsurilor la aceste întrebări continuă. In vivo nu a dovedit prezența sac vitelin embrionilor lymphopoiesis celulei 8-8,5 zi in reducerea subletal iradiate SCID-soarece cu deficit sever de limfocite T și B. Celulele hematopoietice ale sacului de gălbenuș au fost injectate atât intraperitoneal cât și direct în țesutul splinei și ficatului. După 16 săptămâni, destinatarii identificați TCR / CD34 \ CD4 + și CD8 + limfocite T și B-220 celule + IgM + B marcat antrhgenami donor MHC. În organism, embrioni de 8-8 zile de celule stem, capabili de o astfel de restaurare a sistemului imunitar, autorii nu au găsit.

Gălbenușul de celule hematopoietice Sacul posedă un înalt potențial proliferativ și sunt capabile pe termen lung autoreproducere in vitro. Unii autori au identificat aceste celule ca baza pentru HSC pe termen lung (circa 7 luni) generarea de celule progenitoare eritroide distincte de celule progenitoare de măduvă osoasă de linie eritroida Trecerile durată mai lungă, colonii de dimensiuni mari, sensibilitate crescută la factorii de creștere și proliferarea mai prelungită. Mai mult decât atât, în celule adecvate sacului vitelin in conditii de cultura in vitro sunt formate și celule precursoare ale seriei limfoide.

Aceste date sugerează o sursă generală a sacului vitelin GSK, în care mai puțin de angajat și, prin urmare, au un mare potențial de proliferare decât celulele stem din măduva osoasă. Cu toate acestea, în ciuda faptului că sacul vitelin conține celule precursoare hematopoietice pluripotente pe termen lung care sprijină diverse linii de diferențiere hematopoietic in vitro, singurul criteriu pentru utilitatea GCW este capacitatea lor de a repopula organele hematopoietice prelungite ale receptorului, celulele hematopoietice care sunt genetic deficitare sau deteriorate. Astfel, întrebarea cheie este dacă celulele hematopoietice pluripotente ale sacului vitelin migrează și colonizeze organele hematopoietice și tselesoorbrazno fi revizuite de lucru celebru, care a demonstrat capacitatea lor de a repopula formatoare de sânge organele animalelor mature sexual cu formarea de linii majore hematopoietice. În embrionii de păsări în 70-e au fost identificate intraembrionalnye surse definitive HSC, care a fost deja pus în discuție noțiunile stabilite cu privire la originea adnexal GSK, inclusiv reprezentanți ai altor clase de vertebrate. În ultimii ani au existat publicații despre prezența mamiferelor și a oamenilor site-uri intraembrionalnyh similare care conțin GSK.

Încă o dată observăm că cunoștințele fundamentale în acest domeniu este extrem de important pentru transplant de celule practice, deoarece nu ajuta doar să definească sursa preferată de CSH, dar, de asemenea, să se stabilească particularitățile interacțiunii celulelor hematopoietice primare de la organisme străine genetic. Este cunoscut faptul că administrarea de celule stern hematopoietice umane in ficat fetal oaie organogeneză embrion în stadiul conduce la producerea de animale himerice, sânge și măduva osoasă sunt determinate în mod stabil între 3 și 5% din celulele hematopoietice umane. În acest caz, CSH umane nu se schimbă cariotip lor, menținând în același timp o rată ridicată de proliferare și capacitatea de a diferenția. In plus, transplantat xenogenã HSC nu intră în conflict cu sistemul imunitar și celulele fagocitare ale organismului gazdă și nu se transformă în celule tumorale care au stat la baza dezvoltării intensive a metodelor de corectare intrauterine a bolilor genetice ereditare folosind CSE sau CSH transfectate gene deficiente.

Dar, în ce stadiu de embriogenezei oportun să se efectueze o astfel de corecție? Celule pentru prima dată, determinate la hematopoieza la mamifere apar imediat după implantare (ziua 6 de gestație), atunci când caracteristicile morfologice ale diferențierii hematopoietic și a organelor hematopoietice prezumtivi nu sunt încă disponibile. In acest stadiu, celulele embrionare de șoarece disperse pot repopula organele hematopoietice destinatari iradiate pentru a forma eritrocite și limfocite, diferite de celulele gazdă sau a hemoglobinei de tip respectiv glitserofosfatizomerazy marker suplimentar cromozomiale (Tb) ale celulelor donator. La mamifere, cum ar fi păsări, împreună cu sacul vitelin la închiderea patului vascular totală direct în corpul embrionului în splanhnoplevre para aortic apar celulele hematopoietice. Din zona celulelor hematopoietice AA4.1 + fenotip AGM-alocate, identificate ca celule hematopoietice multipotente care formează T și B-limfocite, granulocite, megacariocite și macrofage. Fenotipic, aceste celule precursoare multipotente sunt foarte aproape de CSH maduvei osoase la animalele adulte (CD34 + c-kit +). Numărul de AA4.1 multipotente + celule printre toate zona AGM-celula este mic - ele nu sunt mai mult de 1/12 parte din ea.

În embrionul uman, a fost găsită o regiune omologă AGM a animalelor, o regiune intraembrionică care conține HSC. Mai mult, la om, peste 80% din celulele multipotent cu potențial proliferativ ridicat sunt cuprinse în corpul embrionului, deși astfel de celule sunt prezente în sacul de gălbenuș. O analiză detaliată a localizării acestora a arătat că sute de astfel de celule sunt asamblate în grupuri compacte care se află în imediata vecinătate a endoteliului peretelui ventral al aortei dorsale. Fenotipic, ele sunt celule CD34CD45 + Lin. Dimpotrivă, în sacul de gălbenuș, precum și în alte organe hematopoietice ale embrionului (ficat, măduvă osoasă), astfel de celule sunt unice.

În consecință, AGM-regiunii embrionare umane conține clustere de celule hematopoietice, care sunt strâns asociate cu ventral endoteliul dorsal aortă. Acest contact poate fi urmărită și nivelul imunochimice - și clustere de celule hematopoietice și celule endoteliale care exprimă factorul de creștere al endoteliului vascular, Flt-3 ligand și receptorii lor FLK-1 și STK-1, precum celulele stem leucemie factor de transcriere. Derivații mezenhimale AGM-zona reprezentate de celule dense tyazhem rotunjite situate de-a lungul aortei dorsale și exprimarea tenascina C - glicoproteina substanță bazică participă activ în procesele de interacțiunile celulă-celulă și migrația.

Celulele stem multipotente AGM-district dupa transplant de a restabili rapid hematopoieza la șoareci adulți și expus o lungă perioadă de timp (până la 8 luni) oferă un hematopoieza eficient. În sacul de gălbenuș al celulelor cu astfel de proprietăți, autorii nu au dezvăluit. Rezultatele acestui studiu sunt confirmate de alte lucrări, care a arătat că etapele timpurii ale dezvoltării embrionilor (10,5 zile) Regiunea AGM este singura sursă de celule care corespund definiției GCW, mieloide și limfoide restaurarea hematopoieza la adulți iradiate destinatari.

De la AGM-alocate linie stromal zona AGM-S3, care sprijină generarea de celule progenitoare comise cultura CFU-GM, BFU-E, CFU-E și CFU tip mixt. Conținutul acestuia din urmă în timpul cultivării pe substratul de alimentare al celulelor AGM-S3 crește de la 10 la 80 de ori. Prin urmare, în micromediul AGM-regiunii celule stromale prezente, sprijinind în mod eficient în sânge, așa că AGM zona poate servi bine hematopoietice embrionare organe - sursa definitiva a HSC, care, GSK formeaza tesut hematopoietic unui animal adult.

Immunofenotipirovanie compoziție celulară AGM-regiunea avansată a arătat că nu numai locuiesc celulele hematopoietice multipotente, dar, de asemenea, celule de angajat la diferențierea mieloide și limfoide (T și limfocitele B). Cu toate acestea, atunci când analiza moleculară a CD34 individuale + c-kit + celule de la AGM-regiune utilizând reacția de polimerizare în lanț a relevat activarea numai beta-globinei și mieloperoxidazei dar nu genele limfoide care codifică sinteza CD34, Thy-1 și 15. Gene specifice parțiale de activare descendență tipică stadiile ontogenetice timpurii de generare de celule HSC și progenitoare. Dat fiind faptul că numărul kommiti- progenitoare Rowan in AGM-zona de embrioni de 10 zile cu 2-3 ordine de mărime mai mică decât în ficat, se poate argumenta că în ziua 10 a hematopoiezei embrionare in AGA este doar începutul, în timp ce în principal liniile hematopoietice sunt deja desfășurate în această perioadă.

Într-adevăr, în contrast cu mai devreme (9-11 zile) de celule stem hematopoietice din sacul vitelin și zona de AGA, care repopularea micromediului hematopoietic a nou-născutului, dar nu adulte, celule progenitoare hematopoietice 12-17 zile de ficat fetal nu necesită precoce post-natale micromediu și hematopoietice organe ocupă un animal adult nu este mai rău decât un nou-născut. CSH după transplant fetale hematopoiezei adult hepatice la șoarecii primitori iradiate a fost policlonal în natură. În plus, utilizarea de colonii marcate se arată că funcționarea clonelor stabilite au fost succesiune clonal complet se supune, detectate in maduva osoasa. Prin urmare, GSK de ficat fetal marcate condiții la fel de mult blânde, fără citokine exogene prestimulyatsii, au deja atributele de bază ale adulților CSH care nu sunt necesare la începutul micromediul post-embrionare, în starea de repaus profund după transplant și a mobilizat secvențial klonoobrazovanie, în conformitate cu modelul succesiunii clonală.

Evident, ar trebui să trăim mai mult în detaliu despre fenomenul succesiunii clonale. Eritropoieza transportă celule stem hemopoietice cu un potențial proliferativ ridicat și capacitatea de a diferenția în toate liniile celulelor sanguine precursoare comise. În cazul hematopoiezei normale, majoritatea celulelor stem hematopoietice rămân în starea dermatologică și sunt mobilizate pentru proliferare și diferențiere, formând succesiv clone succesive. Acest proces se numește succesiune clonală. Dovezile experimentale privind succesiunea clonală în sistemul hematopoietic au fost obținute în studiile efectuate cu GSK marcat cu transfer de gene retrovirus. La animalele adulte, hematopoieza este menținută de multe clone hemopoetice care funcționează simultan derivate din GSK. Pe baza fenomenului de succesiune clonală, a fost dezvoltată o abordare a repopulării la identificarea GCS. Conform acestui principiu, distincția pe termen lung CSH (celule stem hematopoietice pe termen lung, LT-HSC), sunt capabili de a restabili sistemul hematopoietic al învățării pe tot parcursul vieții, și HSC pe termen scurt, pentru a îndeplini această funcție pentru o perioadă limitată de timp.

Dacă luăm în considerare celulele stem hematopoietice din punct de vedere al abordării repopulyatsionnogo, caracteristice celulelor hepatice fetale hematopoietice este capacitatea lor de a crea o colonie, care, în mărime este mult mai mare decât cele cu o creștere a GSK de sânge din cordonul ombilical sau de maduva osoasa, iar acest lucru se aplică tuturor tipurilor de colonii. Acest fapt indică deja un potențial proliferativ superior al celulelor hematopoietice ale ficatului embrionar. O caracteristică unică a celulelor precursoare hematopoietice hepatice fetale - mai scurt în comparație cu alte surse ale ciclului celular, ceea ce este important din punct de vedere al eficienței repopulării hematopoiezei in transplant. Analiza compoziției celulare a suspensiei hematopoietic obținută din surse organism matur, arată că, în toate stadiile de ontogeniei a celulelor nucleate reprezentate în mod avantajos, celulele diferențiate terminal, numărul și fenotipului care depinde de vârsta țesutului ontogenetică hematopoietic donor. În special, o suspensie de măduvă osoasă și celule mononucleare sanguine din cordonul ombilical cu mai mult de 50% constau din celule limfoide mature, în timp ce mai puțin de 10% din limfocite gasite in tesutul hematopoietic ficat fetal. In plus, celulele liniei mieloide in ficat fetal și eritroid fetal prezentat în mod avantajos următor, în timp ce în sângele din cordonul ombilical și măduva osoasă granulocite-macrofage predomina elemente.

Important este faptul că ficatul embrionic conține un set complet de primii predecesori ai hemopoiezei. Acestea din urmă includ celule eritroide, granulopoietice, megacarioopoetice și multilineare care formează colonii. Progenitorilor lor mai primitive - LTC-IC - sunt capabile să prolifereze și să se diferențieze in vitro timp de 5 sau mai multe săptămâni, și, de asemenea, pentru a menține activitatea funcțională după grefarea în corpul destinatarului în alogen, și chiar și transplantul xenogenã în animale imunodeficiente.

Biologica predominanta de fezabilitate in celulele hepatice eritroide fetale (până la 90% din totalul celulelor hematopoietice), din cauza necesității de a oferi masei eritrocitare în creștere rapidă a volumului de sange a fatului in curs de dezvoltare. Eritropoiezei ficat fetal precursorii eritroizi nucleare reprezentate diferite grade de maturitate conținând hemoglobina fetală (a2u7), care se datorează o afinitate mai mare pentru oxigen asigură o absorbție eficientă a acestuia din urmă din sângele matern. Intensificarea eritropoiezei in ficat fetal este asociat cu o creștere locală în sinteza eritropoietinei (EPO). Este de remarcat faptul că punerea în aplicare a potențialului hematopoietic celulelor hepatice fetale hematopoietice suficient prezența în monoterapie eritropoietină, în timp ce angajamentul descendență a CSH maduvei eritropoieza osoase si sangele din cordonul ombilical necesită o combinație de citokine și factori de creștere constând din EPO, SCF, GM-CSF și IL-3. La aceasta timpurie a celulelor progenitoare hematopoietice izolate din ficat fetal fără receptori pentru EPO, nu răspund la eritropoietină exogenă. Pentru inducerea eritropoezei într-o suspensie de celule mononucleare hepatice fetale necesită prezența mai multor celule eritropoetinchuvstvitelnyh avansate cu fenotip CD34 + CD38 +, care exprimă receptorul EPO.

Literatura de specialitate nu este încă format un consens cu privire la stabilirea hematopoiezei in perioada embrionară. Nu a stabilit existența și semnificația funcțională a surselor extra- și intraembrionalnyh de celule precursoare hematopoietice. Cu toate acestea nu există nici o îndoială că, în embriogeneza de ficat uman este organul central al hematopoiezei și timp de 6-12 săptămâni de gestație este sursa primară de celule stem hematopoietice care populează splina, timusul și măduva osoasă, GDR atinge funcții legate în perioadele pre- și post-natale de dezvoltare.

Trebuie remarcat din nou că ficatul embrionar, în comparație cu alte surse, este caracterizat prin cel mai mare conținut de HSC. Aproximativ 30% din celulele CD344 ale ficatului embrionic au un fenotip de CD38. În același timp, numărul de celule precursoare limfoide (CD45 +) în stadiile incipiente ale hematopoiezei în ficat nu depășește 4%. Sa constatat că, fatul de la 7 până la 17 săptămâni de gestație, numărul de limfocite B crește progresiv cu lunar „pas“ este de 1,1%, în timp ce nivelul de GSK redus permanent.

Activitatea funcțională a celulelor stem hematopoietice depinde, de asemenea, de perioada dezvoltării embrionare a sursei lor. Investigarea activității formatoare de colonii de celule hepatice de embrioni umani 6-8 minute și 9-12 minute de săptămâni de gestație atunci când sunt cultivate în mediu semisolid în prezența SCF, GM-CSF, IL-3, IL-6 și EPO a arătat că numărul total de colonii în 1 , De 5 ori mai mare când semănuiți ficatul embrionar HSV la începutul dezvoltării. În același timp, numărul de celule precursoare hepatice myelopoiesis ca CFUGEMM, la 6-8 saptamani de embriogeneza este mai mult de trei ori numărul de la 9-12 săptămâni de gestație. In general, ficatul coloniei hematopoietice activitatea de formare a primului trimestru de celule embrionare de gestație a fost semnificativ mai mare decât cea a celulelor hepatice fetale al doilea trimestru de sarcină.

Datele de mai sus sugerează că ficatul fetal în embriogeneza timpurie este caracterizată nu doar un conținut ridicat de celule precursoare hematopoietice precoce, dar celulele sale hematopoietice sunt caracterizate printr-o gamă largă de diferențiere în diferite linii celulare. Aceste caracteristici ale activității funcționale a celulelor stem hepatice fetale hematopoietice poate avea o semnificație clinică, deoarece caracteristicile calitative ale acestora permit așteptat un efect terapeutic atunci când este exprimat transplantul chiar si o cantitate mica de celule obținute la primele stadii ale gestației.

Cu toate acestea, problema numărului de celule stem hematopoietice necesare pentru transplantul eficient rămâne deschisă și relevantă. Se fac încercări de rezolvare a acesteia utilizând potențialul înalt de auto-reproducere a celulelor hematopoietice ale ficatului embrionic in vitro, cu stimularea lor de către citokine și factori de creștere. Având perfuzie constantă în bioreactorul de la începutul SGC al ficatului embrionar, după 2-3 zile la ieșire, este posibil să se obțină numărul de celule hemopoetice stem de 15 ori mai mari decât nivelul lor de bază. Pentru comparație, trebuie remarcat faptul că pentru a obține o creștere de 20 de ori a randamentului sângelui din cordonul ombilical HSC în aceleași condiții, durează cel puțin două săptămâni.

Astfel, ficatul embrionar diferă de alte surse de celule stem hematopoietice cu un conținut mai mare atât al celulelor progenitoare hematopoietice, cât și al celulelor progenitoare hematopoietice. In cultura cu celule hepatice fetale cu factori de creștere cu fenotip CD34 + CD45Ra1 CD71l0W forma de 30 de ori mai multe colonii decât celulele sanguine din cordonul ombilical similare, și de 90 de ori mai mult decât măduva osoasă CSH. Cele mai pronunțate în aceste surse de diferență în conținutul celulelor precursoare hematopoietice timpurii care formează colonii mixte - numărul de CFU-GEMM în ficat fetal depășește că în sângele din cordonul ombilical și măduva osoasă, respectiv 60 și de 250 de ori.

Important este faptul că până în săptămâna a 18-a dezvoltării embrionare (în timpul începutul hematopoeza în măduva osoasă) în implementarea funcției hemopoetic implică mai mult de 60% din celulele hepatice. Deoarece înainte de săptămâna a 13-a dezvoltării fetale la om sunt timus absente și timocitelor, respectiv, transplantul de celule hematopoietice hepatice fetale de 6-12 săptămâni de gestație reduce semnificativ riscul de reacție „grefă contra gazdă“ și nu necesită selectarea unui donator histocompatibile, deoarece permite relativ ușor de realizat hemopoietic himerism.