Увеличенная продукция гемопоэтических клеток при миелодиспластических синдромах (МДС) сочетается с их усиленной гибелью посредством апоптоза (программированной клеточной смерти). На сегодняшний день не вызывает сомнений, что усиленный апоптоз имеет одно из ключевых значений в патогенезе миелодиспластических синдромов, являясь объяснением неэффективного кроветворения, т. е. парадоксального сочетания панцитопении с гипер- или нормоклеточным костным мозгом.
Первые исследования этого явления при миелодиспластических синдромах выявили апоптоз более чем 75 % всех гемопоэтических клеток трех ростков кроветворения почти у половины больных. Кроме того, был обнаружен апоптоз клеток стромы (фибробластов, жировых клеток, клеток эндотелия). Возможно, наличие клеток (обнаружено 20—90 %) одновременно в процессе апоптоза и в S-фазе клеточного цикла является специфическим признаком миелодиспластического синдрома, так как это явление практически не встречается при других опухолевых заболеваниях, включая ОМЛ, при котором этот показатель достоверно ниже, чем при миелодиспластических синдромах (2,7 и 64,8 % клеток соответственно).
Число клеток, подверженных апоптозу, и число больных с увеличенным апоптозом в разных работах существенно варьирует, что прежде всего объясняется различиями в методах исследования, исследуемом материале (аспират или трепанобиоптат костного мозга, изучение «свежего» материала или культуры клеток), анализируемой популяции клеток и числом больных с различными ФАБ-вариантами миелодиспластических синдромов.
Наши результаты изучения апоптоза методом DNA laddering (фрагментация ДНК с образованием «лестницы», представленной ее регулярными участками; определяется методом электрофореза ДНК в геле) не обнаружили связи интенсивности апоптоза с ФАБ-вариантами МДС, однако выявили достоверную обратную связь с числом лейкоцитов и числом бластных клеток костного мозга. Среднее число клеток, подверженных апоптозу, составило 15 %, а число больных с усиленным апоптозом — 57 %.
По данным других отечественных исследователей (результаты получены с использованием метода TUNEL при анализе 16 больных МДС и 8 больных, представляющих контрольную группу), среднее число клеток, подверженных программированной клеточной гибели, при РА с 2- и/или 3-ростковой дисплазией составило 25%, что достоверно отличалось от этого показателя в контрольной группе (у пациентов с лимфомой Ходжкина — 11 %, ОМЛ— 8 %). У больных миелодиспластическими синдромами с уровнем бластных клеток костного мозга свыше 5 % число апоптотических клеток в среднем составило 13%.
Таким образом, во многих исследованиях было показано, что апоптоз клеток костного мозга более выражен, во-первых, у больных МДС по сравнению со здоровыми лицами, во-вторых, по сравнению с больными ОМЛ (с числом бластных клеток в костном мозге свыше 30 % по классификации ФАБ), в-третьих, у больных РА и РАКС, а также РАИБ по сравнению с РАИБ-Т. Данные о большем числе апоптотически погибающих клеток при РА и РАКС по сравнению с РАИБ представляются малочисленными. Однако общепринятым положением является преобладание усиленного апоптоза при «ранних» вариантах МДС по сравнению с «продвинутыми» (синоним «поздними», т. е. с числом бластных клеток в костном мозге >5%).
Причиной усиленной программированной клеточной смерти может быть увеличение концентрации цитокинов, индуцирующих программированную клеточную смерть: TNF-a (фактор некроза опухоли а), TGF-b (трансформирующий ростовой фактор (5) и ИЛ-1b (интерлейкин-1b). Имеются данные о корреляции между повышенным уровнем TNF-a в костном мозге и увеличением апоптоза гемопоэтических клеток, в том числе у большинства больных с гипоклеточным костным мозгом.
Кроме того, при миелодиспластических синдромах обнаружено увеличение количества гемопоэтических клеток, экспрессирующих CD95(Fas/Apo-l)-антиген, опосредующий апоптоз. Однако не все исследования подтвердили связь апоптоза клеток костного мозга с экспрессией Fas-антигена, что указывает на регуляцию программированной клеточной смерти совокупным влиянием про- и антиапоптотических факторов.
В регуляции апоптоза участвует множество генов, обладающих про- и антиапоптотической активностью. К первым относят: C-MYC, Р53, TNFR, FAS, ВАХ, BCL-XS, BAD, ВАК, BIK, BID, ко вторым-BCL-2, BCL-XU C-ABL, RAS. Многочисленные работы демонстрируют более высокую экспрессию белков, кодируемых проапоптотическими генами, при «ранних» вариантах миелодиспластических синдромов по сравнению с «продвинутыми».
Установлено, что одним из механизмов индукции апоптоза при миелодиспластических синдромах является изменение митохондри-ального трансмембранного потенциала, приводящее к нарушению проницаемости мембраны митохондрий и высвобождению цитохрома с (Cyt с) и белка Smac/DIABLO с последующей активацией каспазы-3 и, возможно, каспазы-9.
Поздним этапом многоступенчатого процесса апоптоза является активация протеаз — каспаз, присутствующих в клетке в неактивной форме. Как показали исследования, активность каспазы-3 выше у больных с «ранними» вариантами миелодиспластических синдромов по сравнению со здоровыми донорами и больными миелодиспластическими синдромами с «продвинутыми» вариантами. Имеются данные о большей активности каспазы-3, -8 и -9 в мононуклеарах костного мозга при РАКС, чем у здоровых лиц контрольной группы, в том числе после инкубации клеток в присутствии Fas-антител.
Установлено, что при миелодиспластических синдромах (МДС) Т-лимфоциты могут индуцировать апоптоз CD34-клеток, ингибируемый добавлением в культуры клеток (Т-лимфоцитов и CD34+-клеток) циклоспорина А.
В качестве еще одного механизма индукции апоптоза обсуждается роль так называемого «оксидативного шока», возникающего в результате внутриклеточного образования свободных радикалов кислорода. Как показали исследования на небольшой группе больных МДС, окисленные пиримидиновые нуклео-тиды были выявлены в CD34+-клетках костного мозга и крови, но отсутствовали в CD34+-клетках здоровых доноров.
При этом отмечалась выраженная связь между случаями окисления пиримидиновых нуклеотидов в CD34+-клетках костного мозга и обнаружением повышенной концентрации TNF-а в крови. Полученные результаты согласуются с данными об увеличении продукции синтетазы окиси азота (NOS) в результате взаимодействия моноклональных антител с Fas антигеном CD34+-клеток. Под влиянием NOS происходит образование токсичного метаболита окиси азота (N0) из L-аргинина.
Экспрессия мРНК так называемого индуцируемого NOS (iNOS) в клетках костного мозга была обнаружена у 11 из 12 больных миелодиспластическими синдромами (МДС), у 1 из 9 лиц контрольной группы и отсутствовала у больных ОМЛ. Аналогичная картина наблюдалась у больных миелодиспластическими синдромами (МДС) и при иммуногистохимическом определении белка iNOS, который выявлялся преимущественно в макрофагах и незначительно в миелоидных клетках.
В дальнейшем на большой группе больных миелодиспластическими синдромами (МДС) (96 пациентов) было показано, что среднее число iNOS позитивных клеток костного мозга и средняя концентрация окисей азота — нитратов (NО3~) и нитритов (NО2~) в крови достоверно больше, чем в контрольной группе здоровых доноров, но практически одинаковое при разных ФАБ-вариантах миелодиспластических синдромов. У больных с высокой экспрессией iNOS (>10 % клеток) средняя концентрация окисей азота была достоверно выше по сравнению с больными с низкой экспрессией iNOS (<2 % клеток).
Однако достоверная связь между числом апоптотически погибающих клеток и числом клеток, экспрессирующих iNOS, отсутствовала. Исследование D. Т. Bowen и соавт. указывает на повышенную экспрессию ряда ферментов, обладающих антиоксидантной активностью, в гранулоцитах, CD34+-клетках и мононуклеарах костного мозга больных МДС: глутатионпероксидазы 1 (GPX1), магнийпероксиддисмутазы 2 (SOD2), каталазы (CAT) и у-глутаминцистеинсинтетазы (GCS). Наличие этих ферментов, вероятно, направлено на подавление повышенного образования оксидантов и может объяснять устойчивость клеток к апоптозу.
Одним из новых направлений в изучении патогенеза миелодиспластических синдромов (МДС) и других гемобластозов являются исследования роли белков теплового шока (HSP — heat shock proteins), представляющих семейство пептидов, как постоянно присутствующих в гемопоэтических клетках, так и образующихся в результате применения химиопрепаратов, теплового или «оксидативного шока (стресса)». Большинство HSP оказывают выраженный цитопротективный эффект. HSP72 и HSP27 участвуют в регуляции апоптоза, пролиферации и дифференцировке клеток. В работе S. Michalopoulou и соавт. было показано, что экспрессия HSP72, HSP27 и HSP70 мононуклеарами костного мозга достоверно выше при МДС, особенно при «продвинутых» вариантах, чем в контрольной группе здоровых доноров. Различия в экспрессии HSP72 между РА/РАКС и РАИБ/РАИБ-Т приближались к достоверным (р=0,054).
Кроме того, была выявлена достоверная обратная связь между экспрессией HSP72 в CD34+-клетках и их апоптозом, индуцированным TNF-а и ИФН-у, что подтверждает антиапоптотическую активность этого белка.
К возможному механизму развития заболевания, включая индукцию апоптоза, относится дефект микроокружения. При миелодиспластических синдромах (МДС) обнаружены качественные и количественные изменения клеток стромы костного мозга с нарушением продукции цитокинов, регулирующих апоптоз. Выявлена возможность прямого межклеточного взаимодействия, индуцирующего апоптоз как нормальных CD34+-клеток, так и лейкемических клеток. Однако роль клеток стромы в формировании неэффективного гемопоэза остается дискутабельной. Так, на материале 80 трепанобиоптатов костного мозга было показано, что TNF-a продуцировался преимущественно мононуклеарами, включая клетки-предшественники, а не клетками микроокружения.
Выработка TNF-a клетками микроокружения у больных миелодиспластическими синдромами (МДС) была сопоставима со здоровыми донорами. В связи с полученными результатами авторы высказали предположение о том, что апоптоз клеток стромы, описанный многими исследователями, является ответом на повышенную продукцию TNF-a мононуклеарами.
