Молодые доноры стволовых клеток несут опасные мутации

Трансплантация гемопоэтических стволовых клеток — незаменимая медицинская процедура, спасающая жизни пациентов при ряде заболеваний крови и костного мозга. Но далеко не всякая трансплантация успешна, велик риск осложнений, таких, как острый миелоидный лейкоз, атеросклероз и реакция «трансплантат против хозяина» с высокой летальностью. Одним из важных факторов, вызывающих осложнения, могут быть мутации в донорском материале. Авторы новой работы, опубликованной в Science Translational Medicine, провели анализ мутационного спектра панели генов у выборки доноров и реципиентов с острым миелоидным лейкозом до и после трансплантации.

При исследовании пострансплантационных осложнений и ранее находили донорские клоны с патогенными мутациями в некоторых генах. Гемопоэз поддерживается гетерогенным набором стволовых клеток (СК), и с возрастом доля клональных СК увеличивается. Было известно, что у здоровых людей старше 50 лет доля клональных СК, содержащих патогенные мутации, может достигать 5% (при частоте вариантных аллелей не менее 2%). Эта оценка основывалась на стандартных протоколах секвенирования нового поколения (NGS). Позднее с помощью более чувствительных подходов (ECS, error-corrected sequencing) удалось выявить редкие мутантные клоны почти у всех протестированных людей старше 50 лет. При этом клинически значимая ассоциация мутаций с риском развития осложнений показана для частоты вариантных аллелей 0,5% и выше.

Подавляющее число неродственных доноров — молодые люди, и популяция гемопоэтических СК у них более гетерогенна, чем у пожилых, а клональность пока не слишком выражена. Однако это не значит, что все в порядке и нет никакого риска: высокая доля осложнений после трансплантации говорит об обратном.

Авторы провели таргетное секвенирование панели генов для 25 реципиентов, получивших аллогенные гемопоэтические СК в ходе лечения острого миелоидного лейкоза, и для соответствующих им доноров. Самому старшему из доноров было 58 лет, основная же группа значительно моложе: средний возраст составил 26 лет. Выборка не очень велика, но интересна тем, что для каждого из пациентов использовали четыре точки: до трансплантации, через 30 дней, 100 дней и через год после трансплантации. Такой подход позволял отличать размножившиеся у реципиента мутантные СК от возможных ошибок секвенирования. Панель содержала 80 генов с известной значимостью мутаций для посттрансплантационных осложнений. Ученые использовали ECS — высокочувствительное секвенирование с возможностью детекции одной мутантной клетки на 10 000 клеток. Тем не менее, в исходном донорском материале не выявлялся целый ряд патогенных мутаций, обнаруженных позднее у реципиента после трансплантации. Авторы предполагают, что мутантные клоны могут иметь преимущество по сравнению с нормальными, отмечая, что по крайней мере часть выявленных мутаций ассоциированы со злокачественными новообразованиями.

Мутации чаще всего были результатом замены C на T и в 84,2% случаев аннотированы как патогенные. Авторы предположили, что мутации возникли de novo, так как не определялись у здоровых доноров, а также рассмотрели конкурирующую идею о множестве редких патогенных мутаций, которые не видны на фоне гетерогенности, но могут проявить себя после пересадки клеток. Ученые проверили результаты секвенирования с помощью капельной цифровой ПЦР (ddPCR) и показали, что все замены, которые определялись после трансплантации, действительно исходно присутствовали у доноров, но доля мутантных СК была очень низка. Медианная частота вариантных аллелей составила 0,00247. Их нашли у 11 из 25 доноров. Из 80 генов протестированной панели чаще всего мутации встречались в гене метилтрансферазы DNMT3A. Известно, что изменения в этом гене вносят вклад в канцерогенез и в сердечно-сосудистые заболевания — патологии, часто встречающиеся среди осложнений после трансплантации гемопоэтических СК.

Авторы отмечают, что на основании одной работы нельзя говорить о выраженном клиническом значении редких мутантных клеток, требуются более долговременные исследования. В перспективе изучение клонального гемопоэза молодых взрослых поможет врачам оптимизировать подбор доноров и посттрансплантационный мониторинг пациентов.