Плацента — «свалка» генетических аномалий эмбриона

Плацента человека сильно отличается от других органов. Так, у 1–2% беременных в ее клетках отмечают хромосомные аберрации, которые не выявляются в геномах матери или ребенка. Для плаценты характерен мозаицизм. Возможно, что часть клеток плаценты — это потомки цитогенетически ненормальных клеток, возникших в эмбрионе на ранних этапах развития. Исследователи из Великобритании секвенировали образцы плаценты для изучения ее генетической архитектуры.

В исследовании использовали 86 образцов (средний вес 28 мг) из 37 плацент, включая ткани пуповины. У каждой плаценты исследовали по крайней мере две дольки.

Полногеномное секвенирование показало большое число замен, что свидетельствует об образовании тканей плаценты методом клональной экспансии, в отличие от других здоровых тканей. Ученые идентифицировали три вида мутационных сигнатур — SBS1 и SBS5, характерные для всех человеческих тканей, и SBS18, которая может быть связана с оксидативным стрессом и редко встречается в здоровых тканях. В плаценте SBS18 составляла около 43% всех замен.

Ученые исследовали источники мозаицизма. Они секвенировали клетки, произошедшие от трофобластов и от внутренней клеточной массы. Именно трофобласты имели моноклональную природу, а значит, именно они претерпели клональную экспансию, которая объясняет клональность и мозаицизм плаценты.

Также секвенировали еще и микродиссекции, всего получилось 234 образцов от 42 плацент. Примерно в половине плацент было показано, то клетки для образования плаценты отделились от эмбриона на очень ранних стадиях эмбриогенеза.

У одной плаценты была обнаружена трисомия по десятой хромосоме в одном образце и дисомия в других образцах и пуповине. Одна копия принадлежала отцу, а две другие — матери, при этом материнские копии не были одинаковыми. В клетках с дисомией были только материнские хромосомы. Трисомия существовала уже в зиготе, но одна из клеток после первых нескольких делений восстановила дисомию, а остальные клетки с трисомией образовали плаценту.

Геномы клеток плаценты сходны с геномами некоторых видов детских раков, мутации в которых тоже происходят внутриутробно.

В клетках двух плацент была отмечена потеря гетерозиготности на хромосоме 11p15 при сохранении дисомии. Это обычно приводит к синдрому Беквита-Видемана у ребенка, увеличивая его предрасположенность к ракам, а также к хориокарциноме (раку) плаценты. Однако в обоих случаях и беременность, и гистология плаценты были нормальными.

Доктор Сэм Биджати, руководитель исследования из Института Сенгера, заявил: «Плацента — Дикий Запад человеческого генома, она разительно отличается по структуре от любых других здоровых тканей человека. Она защищает нас от недостатков нашего генома, но при этом остается бремя заболеваний, связанных с самой плацентой. Наши результаты обосновывают необходимость изучать взаимосвязи между генетическими аберрациями в плаценте и результатами родов, и делать это массово и с высоким разрешением, которого мы достигли».