Подробные исследования показали, что во время беременности клетки плода часто мигрируют через плаценту, оседая во многих частях тела матери, где их влияние может принести пользу или подорвать здоровье матери.
Присутствие фетальных клеток в материнской ткани известно как фетальный микрохимеризм.
Этот термин относится к химерам из древнегреческого мифа — составным существам, созданным из разных частей животных, таким как козел-лев-змей, изображенный на этрусской бронзовой скульптуре.
По словам Эми Бодди, исследователя факультета психологии Университета штата Аризона и ведущего автора нового исследования, химеры существуют. Действительно, многие люди несут химерные черты в виде чужеродных клеток от родителей, братьев и сестер или потомства, приобретенных во время беременности.
«Клетки плода могут действовать как стволовые клетки и развиваться в эпителиальные клетки, специализированные клетки сердца, клетки печени и т. Д. Это показывает, что они очень динамичны и играют огромную роль в материнском организме.
Они могут даже мигрировать в мозг и дифференцироваться в нейроны, — говорит Бодди, — Мы все химеры."
Коллеги-исследователи из Университета штата Калифорния Анджело Фортунато, Мелисса Уилсон Сайрес и Афина Актипис присоединились к Бодди для участия в новом исследовании. Фортунато работает в Лаборатории человека и сравнительной геномики Института биодизайна.
Уилсон Сайрес и Актипис — оба из Центра эволюции и медицины Biodesign — также являются исследователями Школы естественных наук и Департамента психологии АГУ соответственно.
Маленькие помощники матери?
Хотя микрочимеризм плода является обычным явлением у плацентарных млекопитающих (включая людей), влияние таких клеток на здоровье матери остается предметом ожесточенных споров в биологическом сообществе.
В исследовании, опубликованном в расширенном онлайн-издании журнала Bioessays, Бодди и ее коллеги изучают доступную литературу по микохимеризму плода и здоровью человека, применяя эволюционную основу для прогнозирования того, когда клетки плода склонны действовать сообща для улучшения здоровья матери, а когда — их поведение. может быть конкурентоспособным, иногда приводя к неблагоприятным последствиям для матери.
Клетки плода могут делать больше, чем просто мигрировать в материнские ткани. Авторы предполагают, что они могут действовать как своего рода плацента вне матки, перенаправляя основные активы из материнского тела в развивающийся плод. Клетки, полученные от плода, которые могут сохраняться в тканях матери в течение десятилетий после рождения ребенка, связаны как с защитой, так и с повышенной восприимчивостью к ряду недугов, включая рак и аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит.
Но, как предупреждает соавтор Уилсон Сейрес, «это не только перетягивание каната между интересами матери и плода.
Также существует обоюдное желание, чтобы материнская система выживала и обеспечивала питательными веществами, а плодная система выживала и передавала ДНК."
Если некоторая степень микрочимеризма плода оказывает положительное влияние на выживаемость матери и потомства, он, вероятно, будет выбран эволюцией в качестве адаптивной стратегии.
Обзор существующих данных о микрочимеризме и здоровье плода предполагает, что клетки плода вступают в отношения сотрудничества в некоторых материнских тканях, конкурируют за ресурсы в других тканях и могут существовать как нейтральные сущности — путешественники, просто путешествующие автостопом. Вполне вероятно, что клетки плода играют каждую из этих ролей в разное время.
Например, клетки плода могут способствовать воспалительным реакциям и аутоиммунитету у матери, когда они распознаются материнской иммунной системой как чужеродные. Это может частично объяснять более высокий уровень аутоиммунитета у женщин. (Например, у женщин частота ревматоидного артрита в три раза выше, чем у мужчин.)
Клетки плода также могут принести пользу матерям, мигрируя в поврежденные ткани и восстанавливая их. Их присутствие в ранах, в том числе после кесарева сечения, указывает на их активное участие в заживлении.
В других случаях плодные клетки из плаценты попадают через кровоток в области, включая легкие, где они могут оставаться просто посторонними.
Рекомендуется по усмотрению родителей
Применяя подход, основанный на сотрудничестве и конфликте, авторы делают проверяемые прогнозы относительно обстоятельств, способствующих сотрудничеству или конкуренции клеток плода и сопутствующих положительных или отрицательных эффектах на здоровье матери.
"Теория сотрудничества и эволюционный анализ — мощные инструменты, которые помогают нам распознать сложное воздействие клеток плода на организм матери.
Они могут помочь нам предсказать, когда клетки плода могут способствовать здоровью матери, а когда они могут манипулировать материнскими тканями на благо потомства и потенциально способствовать материнскому заболеванию в этом процессе », — говорит Актипис.
Эволюционная теория предполагает, что клетки плода будут действовать сообща для улучшения здоровья матери там, где экономические затраты на это невысоки, например, в поддержании тканей. Там, где цена для клеток плода высока, включая разделение ограниченных ресурсов между плодом и матерью, конкуренция является более вероятным исходом, поскольку эскалация конфликта приводит к пагубным последствиям для матери, развивающегося плода или того и другого.
Клетки плода, по-видимому, играют сложную роль в женской груди и были обнаружены более чем у половины всех женщин, отобранных для исследования.
Учитывая совместную эволюцию материнских и плодных клеток на протяжении 160 миллионов лет эволюции плацентарных млекопитающих, представляется вероятным, что плодные клетки являются активными участниками развития груди и лактации.
Производство молока — жизненно важная, но энергоемкая деятельность для матери, требующая тонкого регулирования. Плохая лактация — распространенное заболевание — может быть связано с низким количеством клеток плода в ткани груди. (Гипотеза предполагает, что простой неинвазивный тест на изобилие клеток плода в грудном молоке может предоставить первое убедительное доказательство влияния клеток плода на здоровье матери.)
Что касается рака груди, существующие данные рисуют сложную картину.
Клетки плода обычно встречаются в меньшем количестве у женщин с раком груди, чем у здоровых женщин, что позволяет предположить, что они могут играть защитную роль. С другой стороны, некоторые данные указывают на то, что клетки плода могут быть связаны с временным повышением риска рака груди в первые годы после беременности.
Щитовидная железа выполняет широкий спектр регулирующих функций и во время беременности участвует в эффективной передаче тепла от матери к потомству.
Опять же, плодные клетки, обнаруженные в щитовидной железе, вовлечены и могут манипулировать активностью щитовидной железы, чтобы улучшить передачу тепла к плоду, потенциально за счет энергии матери.
Фетальные клетки чаще встречаются как в крови, так и в тканях щитовидной железы у женщин с заболеваниями щитовидной железы, включая тиреоидит Хашимото, болезнь Грейвса и рак щитовидной железы, по сравнению со здоровыми женщинами. (Интересно, что рак щитовидной железы — единственная форма рака, не зависящая от пола, чаще встречается у женщин, чем у мужчин.Авторы предполагают, что материнская система, пытаясь вырвать контроль из-под влияния клеток плода, может вызвать опасные уровни аутоиммунитета и воспаления.
Влечение плода
Настоящий обзор представляет собой предварительный шаг к раскрытию бесчисленного множества влияний микрочимеризма плода на здоровье человека.
Одна из наиболее заманчивых возможностей, выявленных в новом исследовании, заключается в том, что клетки плода могут управлять нервными путями, контролирующими эмоции и поведение. Они могут, например, задействовать механизмы, запускающие выброс окситоцина, гормона, давно связанного с эмоциональной связью матери и ребенка.
Действительно, клетки плода могут быть подозреваемыми в широком спектре физических и эмоциональных проявлений у матери, включая связанные с беременностью недуги, такие как утренняя тошнота или послеродовая депрессия. Даже ранняя менопауза может быть результатом усилий клеток плода, направленных на то, чтобы убрать мать от дальнейшего деторождения, чтобы обеспечить максимальные ресурсы для плода и, в конечном итоге, для растущего ребенка.
Наконец, авторы отмечают, что микрочимерия плода может быть частью тонкой и головокружительно сложной головоломки. Клеточный трафик на самом деле двунаправленный: плод получает клетки от матери. Клетки плода из материнской ткани могут пересекать плацентарный барьер во время последующих беременностей, потенциально влияя на здоровье будущего потомства.
Еще больше усложняет ситуацию то, что клетки более поздних плодов также могут пересекать плаценту и выходить на микрохимерную арену, что, возможно, вызывает соперничество между братьями и сестрами за ограниченные ресурсы матери.
Клетки плода могут в конечном итоге стать новым и мощным средством диагностики существующих состояний и прогнозирования здоровья матери в долгосрочной перспективе. Как отмечают авторы, в будущем они также могут применяться терапевтически, потенциально для лечения плохой лактации, для заживления ран, уменьшения опухолей и, возможно, даже для психологических расстройств, связанных с беременностью.
Идентификация клеток плода в тканях кишечника, печени или головного мозга матери — это только первый шаг.
Чтобы выяснить истинную функцию этих клеток, исследователям необходимо изучить экспрессию их генов и взаимодействие с материнскими тканями. Осмотр материнских клеток в окружающих тканях поможет определить, являются ли они иммунными клетками, нацеленными на нарушителей фетальных клеток, или нормальными эпителиальными клетками, существующими в гармонии.
«Если будущие исследования подтвердят прогнозы этой системы, они могут изменить наш подход, лечение и профилактику различных заболеваний, от которых страдают женщины, особенно молодых матерей», — говорит Актипис.
Усовершенствованные методы скрининга помогут ученым услышать сложный диалог между клетками плода и матери, углубив наше понимание материнского здоровья и болезней.