Характеристика стволовых клеток эндометрия и их идентификация

Во время каждого менструального цикла в  эндометрии женщины происходят циклические изменения – регенерация, дифференциация, а также десквамация. Регенерация стромы и эндометриальных желез во время менструации способствует формированию абсолютно нового слоя, но этот механизм пока ещё мало изучен. Природой предусмотрен процесс регенерации эндометрия, он осуществляется  после хирургических вмешательств, после родов, электрохирургической абляции, а также у женщин, у которых наступил период менопаузы, в случае, если они принимают препараты заместительной эстрогенотерапии.

Ещё несколько десятков лет назад было выдвинуто предположение о том, что за процесс регенерации эндометрия отвечают стволовые клетки. Но обнаружить их там тогда не удалось. Небольшие популяции стволовых клеток нашли в иных тканях взрослого человека, причём отличались эти клетки хорошими пролиферативными возможностями, обеспечивая восстановление и сохранение целостности ткани в течение всей жизни. Такие клетки находятся в определённых нишах, самостоятельно обновляясь и подвергаясь мульти- или унипотентной дифференциации.

Если клетка образуется, благодаря дочерней клетке своей предшественницы, то ей присущи особые свойства, которые представляют собой нечто среднее между зрелыми и стволовыми клетками. Такие клетки называются транзитными амлифаерными. Стволовые клетки обладают наиболее мощным пролиферативными возможностями, благодаря чему они способны воспроизводить  какие угодно виды клеток. Дочерняя же клетка инициирует образование клеток определённой популяции.

В тканях взрослого организма стволовые клетки имеются в ограниченном количестве, поэтому их сложно дифференцировать. Определить их наличие можно лишь ретроспективно, демонстрируя их свойства и функциональность. Выявление происходит обычно при исследовании клеточной популяции на клоногенную активность. Именно это качество клеток позволяет в  условиях небольшой плотности производить колонии.

Австралийские учёные сделали предположение, что клетки  базального эндометрия – как стромальные, так и эпителиальные – способны проявлять подобную клоногенную активность и вне эндометрия, например, in vitro. Эта гипотеза основывается на том факте, что  из базального слоя эндометрия впоследствии образуется функциональный слой, в то же время строма способна продуцировать прочный компонент, поддерживающий поверхностный эпителий и железы.

Исследование эндометриальных клеток человека на клоногенность

Материалом для исследования послужил эндометрий, полученный в процессе операции гистерэктомии у пациенток, которые выразили своё согласие на это. С помощью ферментной диссоциации были приготовлены клеточные суспензии, после чего их разделили на две фракции – стромальную и эпителиальную. Основа суспензий была получена из неактивного эндометрия. На протяжении двух недель клеточные суспензии культивировались в безсывороточной и сывороткосодержащей средах. Они также получили дополнение в виде восьми факторов роста, которые способствовали митогенному эффекту на стволовые клетки и росту эндометрия.

Фенотип клеток содержал в своём составе клоны, характеристика которых основывалась на иммуногистохимичкеских методах. В результате выяснилось, что  в среднем 1,25% стромальных клеток и 0,22 % эпителиальных клеток эндометрия в сывороткосодержащей среде культивировались в виде индивидуальных колоний. Стромальными и эпителиальными клетками одновременно были образованы 2 типа колоний. Очень редко встречались колонии большого размера (0,02 стромальных и 0,09 эпителиальных клеток). Такие колонии состояли из небольших клеток, которые тесно соприкасались друг с другом, при этом каждая из них обладала мощным пролиферативным потенциалом.

Колонии малого размера встречались гораздо чаще, при этом клетки, из которых они состояли, отличались крупными параметрами, но их пролиферативный потенциал являлся очень низким. По мнению учёных, подобные колонии инициировались, скорее всего, зрелыми транзитными амплифаерными клетками.

Как показали дальнейшие исследования, количество стромальных и эпителиальных клеток практически не изменяется в период между секреторной и пролиферативной фазой менструального цикла. Это говорит о том, что в неактивном эндометрии, не подвергающемся цикличным изменениям, также присутствуют клоногенные клетки.

На основании иммуногистохимических исследований было получено подтверждение того, что эпителиальный фенотип, присущий эпителиальным колониям небольшого размера, включает в себя 3 эндометриальных эпителиальных маркера:

- цитокреатин;

- альфа-6 интегрин;

- молекула адгезии эпителиальной клетки.

При этом стромальные маркеры отсутствуют. Низкую реактивность к стромальным и эпителиальным маркерам продемонстрировали и эпителиальные колонии большого размера. Исключение составляет лишь альфа-6 интегрин. Оба типа колоний содержали в своём составе фибробласты, эпителиальные же маркеры не обнаружены. Часть клеток, выделяющих  альфа-гладкий мышечный актин,  в отдельных стромальных колониях дифференцировала миофибробласты. Это говорит о том, что стромальные клетки, которые относятся к колониеинициирующим, способствуют мультипотентной дифференциации.

Кроме того, в ходе исследований были также обнаружены 3 фактора роста, которые отвечают за рост эпителиальных клеток, инициирующих образование колоний:

- эпидермальный фактор роста;

- фактор роста тромбоцитов;

- трансформирующийся фактор роста альфа.

Для того, чтобы установился клональный рост, безсывороточные культуры нуждались в фибробластных питательных слоях. Это говорит о том, что эпителиальные и стромальные клетки должны находиться в тесном взаимодействии. Более слабое влияние на эпителиальные клетки, инициирующие образование колоний, оказали также дополнительные 4 фактора роста:

- инсулиноподобный фактор роста 1;

- фактор стволовых клеток;

- фактор ингибирования лейкемии;

- фактор роста гепатоцитов.

Существует предположение, что эпителиальные клетки эндометрия, образующие колонии, включают в себя рецепторы к ПДГФ и ЭФР. При этом данные рецепторы находятся на фибробластах, но, несмотря на это, прямой эффект подобного взаимодействия отсутствует. Стромальные клетки, образующие колонии, тоже нуждаются в ТФР-альфа, ЭФР или ФРТ. При этом такие клетки способны демонстрировать свою клоногенность и в бехсывороточных культурах, которые содержат ФГФ-2.  ИФР-1, ФРГ, ФИЛ, ФСК не способствуют пролиферации стромальных клеток, обладающих клоногенностью.