Микрохимеризм: биологические связи на протяжении всей жизни, влияющие на каждого.

Дебора Борфиц

19 мая 2026 г. | Во время беременности клетки плода проникают в ткани матери, где могут сохраняться в течение десятилетий, подобно тому, как это происходит при трансплантации органов, но в гораздо меньшей степени. Тот факт, что обмен клетками между матерью и плодом приводит к химеризму — точнее, к «микрохимеризму» — является относительно малоизвестным, но увлекательным и чрезвычайно распространенным биологическим явлением, как утверждает Томас Кронейс, доктор философии, исследователь, специализирующийся на анализе отдельных клеток в отделе клеточной биологии, гистологии и эмбриологии Медицинского университета Граца (Австрия).

По его словам, это улица с двусторонним движением, затрагивающая всех. «Мы являемся носителями клеток наших матерей, а матери — носителями клеток своих детей».

Микрохимеризм не является чем-то новым — немецкий патолог Георг Шморль впервые задокументировал этот обмен клетками еще в 1893 году, — но лишь в последние десятилетия он разжег интерес к этой теме в самых разных научных дисциплинах, включая репродуктивную и эволюционную биологию, иммунологию, трансплантацию органов, онкологию и психологию. Широта этого интереса отражена в аналитической статье, посвященной ключевым исследовательским вопросам и проблемам, написанной 29 ведущими экспертами по микрохимеризму, которая недавно была опубликована в журнале Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202514969).

Плацента — это временный орган, который образуется матерью и плодом, и открытие Шморля заключалось в том, что клетки плода можно обнаружить в крови матери. Это можно объяснить клеточным обменом, который происходит по мере роста плаценты и высвобождения этих клеток в кровообращение матери, говорит Кронейс.

Он отмечает, что это особенно крупные клетки, которые застревают в первом же капиллярном русле, с которым сталкиваются в легких матери, именно там Шморль обнаружил их во время вскрытия беременной женщины, умершей от эклампсии. «В наши дни, когда мы говорим о микрохимеризме, мы имеем в виду клетки, которые интегрируются в организм хозяина и продолжают там жить… это не относится к клеткам, которые идентифицировал этот патологоанатом».

Поиск ассоциаций

По словам Кронейса, последствия для здоровья до сих пор остаются несколько неясными, поскольку до недавнего времени можно было лишь обнаружить присутствие микрохимерных клеток в тканях человека, ничего не понимая об их функциях. Например, при исследовании опухолевой ткани можно предположить, что эти клетки вызвали образование опухоли или каким-то образом были привлечены для борьбы с ней. «Пока нельзя сказать ничего о функции, можно лишь связать присутствие или отсутствие этих клеток с физиологическими или патологическими процессами».

Единственное исключение — заживление ран, где исследования на животных моделях выявили наличие фетальных микрохимерных клеток в костном мозге матери, добавляет он. Стволовые клетки выживают в нишах в этом месте и привлекаются к месту повреждения, чтобы помочь восстановить ткани. «Пока неясно, попадают ли эти микрохимерные клетки туда потому, что туда попадает много стволовых клеток, или это специфическая задача этих клеток».

Однако примечательно, что у женщин, перенесших кесарево сечение, активизируются фетальные микрохимерные клетки, говорит Кронейс. Это было установлено анализом удаленной рубцовой ткани, что является одним из немногих функциональных доказательств того, что эти клетки могут способствовать заживлению ран.

Кронейс предвидит важную роль микрохимеризма в психиатрии в оказании помощи каждой четвертой женщине, у которой была выявлена беременность, закончившаяся преждевременной потерей плода. Многие из этих женщин впадают в депрессию, которая иногда приводит к патологическим заболеваниям, отмечает он.

По словам Кронейса, польза для психического здоровья, вероятно, распространится и на тех, кто пережил потерю родителя или брата/сестры и находит утешение в том, что любимый человек «продолжает жить» в них. Помимо обмена между матерью и плодом, микрохимерные клетки могут передаваться от старших братьев и сестер к младшим во время последующей беременности, подобно тому как они передаются от исчезнувшего близнеца на ранних стадиях развития к выжившему брату или сестре.

Ранние работы

Микрохимеризм, безусловно, является хорошо изученным явлением в трансплантации органов, поскольку послеоперационный мониторинг часто включает измерение ДНК донора в крови реципиентов, говорит Кронейс. Он неизбежно возникает и может помочь их иммунной системе принять новый орган и снизить вероятность отторжения.

Важный поворот в этой области произошел благодаря работе генетика Рэя Оуэнса, который в 1945 году обнаружил естественный приобретенный химеризм, наблюдая за смешанными типами клеток крови у разнояйцевых близнецов крупного рогатого скота. Его работа доказала, что иммунная система учится отличать «свое» от «чужого» на ранних стадиях развития. Ключевые результаты исследований, опубликованные в 1954 году, установили, что чужеродные клетки могут выживать и интегрироваться с организмом-хозяином, не подвергаясь атаке иммунной системы, что предвосхитило современное понимание материнско-фетального микрохимеризма.

В 1969 году Янина Валкновска в соавторстве опубликовала основополагающую статью, в которой идентифицировала клетки с Y-хромосомами (мужские клетки), циркулирующие в крови беременных женщин, вынашивающих плод мужского пола. Ее коллега, финский генетик Яакко Шрёдер, в середине 1970-х годов развил эту работу, подтвердив, что фетальные лейкоциты постоянно попадают в материнское кровообращение во время беременности.

Но настоящий переломный момент в исследованиях микрохимеризма произошел в 1996 году, когда врач и медицинский генетик Диана Бьянки опубликовала доказательства того, что клетки мужского плода могут сохраняться в крови и костном мозге матери в течение десятилетий после родов, сообщает Кронейс. «Это самая цитируемая статья в нашей области» (Proceedings of the National Academy of Sciences, DOI: 10.1073/pnas.93.2.705).

«Именно отсюда возникла идея создать неинвазивный метод пренатальной диагностики на основе анализа крови матери», — продолжает он. Первоначально основное внимание было сосредоточено на распространенных «трисомиях», в частности, на синдромах Дауна, Эдвардса и Патау.

Ключевую роль в этом сыграл известный молекулярный биолог Деннис Ло Юк-мин, ныне глава Китайского университета в Гонконге, разработавший широко распространенный тест для выявления генетических заболеваний путем анализа относительной концентрации внеклеточной фетальной ДНК. Для обнаружения хромосомных аномалий он разработал метод массового параллельного секвенирования, позволяющий отличать ДНК плода от обильной фоновой ДНК матери.

«В то время [1997 год] еще не было ясно, происходит ли эта фетальная ДНК в крови беременных женщин из фетальных клеток, которые попадают к матери, а затем подвергаются деградации… или же это другой источник», — говорит Кронейс. «Оказалось, что источником является клеточный обмен фетальной части плаценты», как давно предположил Шморль.

Кронейс начал свои исследования микрохимеризма в 2003 году, полагая, что циркулирующие неповрежденные фетальные клетки будут играть важную роль в неинвазивной пренатальной диагностике. «Оказалось, я ошибался», — говорит он. «Количество таких клеток действительно очень, очень низкое».

Целостная функция

В последующие годы исследователи обнаружили микрохимерные клетки в тканях и органах по всему телу, включая печень, легкие и мозг, говорит Кронейс. «Это верно для матерей и клеток их детей, но это также верно и для детей и клеток их матерей, так что это работает в обе стороны».

В настоящее время основное внимание уделяется функциям этих клеток, а также тому, как они перемещаются в различные части тела, что является одним из главных направлений исследований Кронейса. Он и его команда стремятся определить места в плаценте, куда направляются клетки, и условия в тканях, которые позволяют им проникнуть внутрь.

Что касается определения функции микрохимерных клеток, то, по словам Кронейса, нецелесообразно брать образцы целых организмов, и хотя достаточно легко исследовать кровь живых людей, это не обязательно означает, что клетки находятся именно там. «Поэтому мы уменьшаем размер наших образцов и используем мышей».

Сейчас планируется использовать технологию, которая сделает животных настолько прозрачными, что исследователи смогут читать газету под прозрачными образцами. Световая микроскопия позволит исследовать микрохимерные клетки по всему организму и получить трехмерное изображение их распределения. «На наш взгляд, это единственный способ начать задумываться о целостной функции этих клеток».

Распределение клеток в организме «имеет огромное значение», подчеркивает он. Например, они могут находиться в костном мозге, пытаясь спрятаться от иммунной системы мыши-матери, или располагаться вблизи лимфатических органов и взаимодействовать с иммунной системой.

«У животных будут участки, обогащенные клетками, и участки, в которых клеток почти нет», — отмечает он. «Большое преимущество здесь в том, что мы можем использовать совершенно разные модели мышей», воспроизводящие различные заболевания и генетические особенности.

Решение проблемы гендерной предвзятости

В статье, опубликованной ранее в этом году, Кронейс и его коллеги описывают новую методику обнаружения и подтверждения микрохимерных клеток, которая преодолевает гендерную предвзятость традиционного подхода, где X- и Y-хромосомы используются для идентификации мужских клеток у женщин (Clinical Chemistry, DOI: 10.1093/clinchem/hvaf119). Обнаружение мужских клеток в женской ткани — это «легкодоступная задача», но она полностью игнорирует множество потенциальных сценариев, таких как отношения между матерями и дочерьми.

Как объясняет специалист, с помощью нового метода «зондов-замков» микрохимерные клетки по-прежнему идентифицируются на основе различий в ДНК, но вместо Y-хромосомы используется панель генов человеческих лейкоцитарных антигенов, связанных с гистосовместимостью тканей. Этот же подход можно адаптировать для оценки эффективности трансплантации органов или стволовых клеток, хотя ПЦР-тестирование крови «проще и надежнее».

Панель из 27 анализов нацелена на небольшое, но, вероятно, экспрессируемое количество молекул (всего несколько тысяч вариантов), присутствующих на каждой клетке с ядром, исключая только эритроциты, продолжает Кронейс. Эти молекулы сигнализируют иммунной системе о том, что они являются собственными, а не чужеродными клетками, и младенцы наследуют их от матери и отца. Если молекулы отца обнаруживаются в тканях матери, «это должно быть от детей». Важно отметить, что такой подход также позволяет изучать системы «мать-дочь».

«Недостаток в том, что нужно знать, на что именно вы собираетесь воздействовать, поэтому необходимо заранее знать, как выглядят эти молекулы, — говорит он, — потому что существует около 10 000 различных вариантов этих молекул. К счастью, в популяции очень широко распространены всего несколько десятков таких молекул… которые мы можем использовать для тестирования».

Встреча экспертов

Эксперты по микрохимеризму со всего мира, возглавляемые авторами статьи в журнале Advanced Science, организовали первую в истории международную конференцию и публичный симпозиум, посвященные их области исследований, которые пройдут в Медицинском университете Граца в конце этого месяца. Мероприятие стало одним из результатов гранта от Фонда Джона Темплтона, поддерживающего междисциплинарную исследовательскую инициативу, направленную на понимание того, как микрохимерные клетки сохраняются в организме хозяина и влияют на здоровье человека, иммунитет и эволюцию.

Кронейс рассказывает, что будут рассмотрены и обсуждены все аспекты микрохимеризма примерно с 60 ведущими мировыми экспертами. В качестве следующего шага будет подана заявка на получение ряда совместных грантов для финансирования исследований функционального анализа.

По его словам, одной из тем, неоднократно обсуждавшихся в последние несколько лет, являются психологические последствия микрохимеризма. Его бывший начальник, врач и психолог, сообщает, что женщинам помогает пережить горе после потери беременности осознание того, что в их организме могут сохраниться живые клетки умершего ребенка. «Мы слышим об этом регулярно», — добавляет он, в том числе и от акушерок.

Один из ведущих экспертов в области микрохимеризма и микроскопии, возглавляющий институт в Германии и участвующий в предстоящей конференции, рассказывает о потенциально вирусном характере этого явления. Сначала он рассказал своей жене, учительнице биологии в средней школе, о том, что эти клетки живут в других организмах, и она была так взволнована, что рассказала об этом своим ученикам. Одна из этих учениц недавно потеряла мать от рака и сообщила, что почувствовала облегчение, узнав, что у них навсегда будет биологическая связь.

Источник: www.bio-itworld.com