Przez lata żyliśmy w błędzie. Odkryto nowe źródło komórek krwi

Najnowsze badania wykazały, że komórki krwi nie pochodzą od jednego typu komórek macierzystych (jak do tej pory sądzono), a od dwóch. Odkrycie to może mieć daleko idące konsekwencje dla naszego rozumienia nowotworów krwi, przeszczepów szpiku kostnego i immunologii. Czy trzeba będzie podręczniki do anatomii pisać od nowa?

Krew to płyn ustrojowy, który wypełnia całe nasze ciało. Dzięki układowi krążenia pełni funkcję transportową i zapewnia komunikację między różnymi układami. Pod względem biologicznym, krew jest płynną tkanką łączną – składa się z wyspecjalizowanych komórek oraz osocza (płynu), w którym są one zawieszone.

W każdym momencie w naszych ciałach krąży ok. 6 litrów krwi, która jest stale produkowana w szpiku kostnym. Krwinki żyją ok. 3-4 miesiące, a po tym czasie są wymieniane na nowe – usuwaniem tych zużytych zajmuje się śledziona. Ale układ krwionośny nie byłby w stanie działać bez prawidłowej pracy nerek – to tam jest wytwarzana erytropoetyna odpowiadająca za stymulację krwiotworzenia. Prof. Fernando Camargo z Uniwersytetu Harvarda i Stem Cell Program w Boston Children’s Hospital mówi:

Historycznie ludzie wierzyli, że większość naszej krwi pochodzi z bardzo małej liczby komórek – tzw. krwiotwórczych komórek macierzystych. Zaskoczyło nas, że znaleźliśmy inną grupę komórek progenitorowych, które nie pochodzą z komórek macierzystych. Wytwarzają one większość krwi w życiu płodowym aż do młodego wieku dorosłego, a następnie stopniowo zaczynają się zmniejszać.

Odkrycia dokonano na myszach, choć niewykluczone, że podobnie jest u ludzi. Jeżeli zostanie to potwierdzone, tzw. embrionalne multipotencjalne komórki progenitorowe (eMPP) mogłyby przydać się w pracach nad nowymi terapiami nowotworów krwi, a także ulepszeniem immunoterapii. Potencjalne możliwości opisano w Nature.

Co mamy we krwi?

Zespół prof. Camargo użył niedawno opracowanej techniki kodów kreskowych komórek. Używając enzymu znanego jako transpozaza do embrionalnych komórek myszy wprowadzono specjalny “znacznik” genetyczny, który był widoczny we wszystkich liniach komórkowych pochodzących od grupy wyjściowej. To trochę jak ze śledzeniem potomstwa – naukowcom udało się namierzyć wszystkie komórki wywodzące się z populacji matrycowej.

Prof. Camargo dodaje:

Wcześniej nie mieliśmy takich narzędzi. Ponadto koncepcja, że komórki macierzyste dają początek wszystkim komórkom krwi, była tak głęboko zakorzeniona, że nikt nie próbował jej kwestionować. Śledząc, co działo się u myszy, byliśmy w stanie dostrzec nową biologię.

Odkryto, że eMPP są źródłem większości komórek limfoidalnych ważnych w regulacji odpowiedzi immunologicznej (limfocyty T i B), a nie komórki macierzyste krwi, jak do tej pory uważano. Odnotowano zauważalny spadek eMPP wraz z wiekiem, co może po części tłumaczyć, dlaczego na starość pogarsza się odporność.

Manipulacje eMPP mogą pomóc wyleczyć wiele chorób – naukowcy już spekulują, że przedłużenie życia komórkom eMPP poprawiłoby odporność. Jest jeszcze możliwość “upodobnienia” innych komórek macierzystych do eMPP, tak, by wypełniły one brakującą niszę w organizmie. To pozwoliłoby na swoiste “odmłodzenie” układu odpornościowego.

Odkrycie mogłoby pomóc w lepszym zrozumieniu niektórych nowotworów krwi, np. białaczek szpikowych, które prawdopodobnie wywodzą się z komórek macierzystych krwi. Zrozumienie mechanizmów władających ich różnicowaniem, mogłoby zrodzić zupełnie nowe terapie. Jak sam mówi prof. Camargo:

Podejmujemy dalsze działania, aby zrozumieć konsekwencje mutacji prowadzących do białaczki, badając ich wpływ zarówno na komórki macierzyste krwi, jak i eMPP u myszy. Chcemy sprawdzić, czy białaczki powstające z tych różnych komórek pochodzenia są różne – limfoidalne czy mieloidalne.

Potwierdzenie, że mamy dwa rodzaje komórek macierzystych krwi mogłoby także usprawnić przeszczepy szpiku kostnego. Być może wiele z zabiegów nie udawało się, bo w krwiotwórczej łamigłówce coś nam umykało – istnienie eMPP.

To dopiero wierzchołek góry lodowej, a patrząc na tempo prac prof. Camargo, można być pewnym, że wkrótce usłyszymy o kolejnym odkryciu.