клеток ребенка могут десятилетиями манипулировать телом мамы | Наука
Конечно, сейчас это выглядит мило, но новое исследование выясняет, почему младенцы годами влияют на ДНК своих мам. ЛюдиИзображения/iStockМатери во всем мире говорят, что чувствуют, что их дети все еще являются частью их самих после того, как они родили. Как оказалось, это буквально правда. Во время беременности клетки плода проникают через плаценту и попадают в организм матери, где могут стать частью ее тканей.
Это клеточное вторжение означает, что матери несут уникальный генетический материал из тел своих детей, создавая то, что биологи называют микрохимерой, названной в честь легендарных зверей, состоящих из разных животных. Это явление широко распространено среди млекопитающих, и ученые предложили ряд теорий того, как оно влияет на мать, от лучшего заживления ран до более высокого риска развития рака.
Теперь группа биологов утверждает, что для того, чтобы действительно понять, что микрохимеризм делает с мамами, нам нужно выяснить, почему он развился в первую очередь.
«Мы надеемся не только предоставить эволюционную основу для понимания того, как и почему возник микрохимеризм, но и оценить, как это влияет на здоровье», — говорит ведущий автор Эми Бодди, генетик из Университета штата Аризона.
Конфликт между матерью и плодом берет свое начало у самых первых плацентарных млекопитающих миллионы лет назад. За время эволюции плод эволюционировал, чтобы манипулировать физиологией матери и увеличивать передачу ресурсов, таких как питание и тепло, развивающемуся ребенку. Тело матери, в свою очередь, выработало контрмеры, чтобы предотвратить чрезмерный поток ресурсов.
Все становится еще более интригующим, когда клетки плода проникают через плаценту и попадают в кровоток матери. Как и стволовые клетки, фетальные клетки являются плюрипотентными, что означает, что они могут прорастать во многие виды тканей. Попав в кровь матери, эти клетки циркулируют в организме и оседают в тканях. Затем они используют химические сигналы от соседних клеток, чтобы превратиться в то же вещество, что и окружающая ткань, говорит Бодди.
Хотя иммунная система матери обычно удаляет неизмененные клетки плода из крови после беременности, те, которые уже интегрировались с тканями матери, не обнаруживаются и могут оставаться в организме матери.
Микрохимеризм может стать особенно сложным, если у матери многоплодная беременность. Материнское тело накапливает клетки каждого ребенка и потенциально функционирует как резервуар, перенося клетки от старшего брата к младшему и формируя более сложные микрохимеры. Присутствие фетальных клеток в организме матери может даже регулировать, как скоро она снова сможет забеременеть.
«Я думаю, что одна из многообещающих областей для дальнейших исследований касается необъяснимых потерь при беременности и того, могут ли старшие братья и сестры, как генетические личности, играть роль в задержке рождения младших братьев и сестер», — говорит Дэвид Хейг, биолог-эволюционист из Гарвардского университета.
Учитывая всю эту сложность, до недавнего времени было трудно изучать микрохимеры, отмечают авторы в своей статье, которая будет опубликована в ближайшем выпуске BioEssays . Явление было обнаружено несколько десятков лет назад, когда в кровотоке женщины была обнаружена мужская ДНК. Но технологии того времени не могли получить достаточно подробной картины генетики, чтобы разобраться в мельчайших клеточных особенностях.
Теперь технологии глубокого секвенирования позволяют исследователям более полно идентифицировать происхождение ДНК в тканях матери путем отбора проб из многих областей генома, включая гены, участвующие в иммунитете. Эти гены уникальны для каждого человека и, таким образом, могут помочь с большей точностью отличить ДНК матери от ДНК ее детей.
«Если клеточные популяции могут быть изолированы, то современные методы должны позволять однозначно идентифицировать генетическое происхождение человека», — говорит Хейг.
Тем не менее, понять, как клетки плода взаимодействуют с материнскими клетками, будет сложно, говорит Бодди. Мало что известно о клеточной передаче сигналов, которая заставляет клетки плода регулировать физиологию матери.
«Вероятно, это переговоры между материнским телом и клетками плода, когда материнское тело ожидает определенного уровня микрохимеризма, необходимого ему для правильного функционирования», — сказал Бодди. Например, предыдущие эксперименты показали, что, когда эмбриональные клетки мышей подвергаются воздействию гормонов лактации в лаборатории, они приобретают те же свойства, что и клетки молочной железы, намекая на то, что ткань молочной железы может быть одним из очагов микрохимеризма.
«Нормальная, здоровая лактация может быть следствием того, что клетки плода подают сигнал организму матери о выработке молока», — говорит соавтор Мелисса Уилсон Сейрес, также из штата Аризона. Но предыдущая работа также предполагала, что те же самые особенности, которые позволяют клеткам плода интегрироваться в ткани матери, такие как уклонение от ее иммунной системы, также делают их похожими на раковые клетки, что может привести к большей уязвимости матери к раку.
Основываясь на эволюционных рассуждениях, авторы предсказывают, что фетальные клетки должны быть обнаружены прежде всего в тканях, которые играют роль в передаче ресурсов плоду.
Это включает в себя грудь, где они могут повлиять на выработку молока; щитовидная железа, где они могут повлиять на обмен веществ и передачу тепла ребенку; и мозг, где они могут влиять на нейронные схемы и материнскую привязанность к ребенку.Следующими шагами будут использование современных инструментов секвенирования для поиска эмбриональных клеток в этих местах, а затем изучение взаимодействия клеток в каждой области тела мамы.
«Что действительно интересно и ново в этой работе, так это то, что проблема микрохимеризма и материнского здоровья рассматривается в рамках эволюции», — говорит Жюльен Резерфорд, биологический антрополог из Иллинойского университета в Чикаго.
«Если эти фетальные клетки взаимодействуют с материнской физиологией, где в материнском организме мы можем ожидать наибольшее влияние на функцию? Это был большой вопросительный знак. Поместить это в эволюционный контекст было невероятно умно, ново и очень увлекательно. Это прекрасный пример теории, которая позволяет делать проверяемые предсказания».
ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: Эта статья была обновлена, чтобы прояснить результаты исследования эмбриональных клеток мышей и ткани молочной железы.
Рекомендуемые видео
Связь на всю жизнь, зародившаяся в утробе матери
Дата публикации
Поговорка «мать держит своих детей в своем сердце» может быть правдой буквально. Как оказалось, между ребенком и матерью после зачатия формируется пожизненная связь — и начинается она на клеточном уровне.
Во время беременности клетки мамы и ребенка исполняют своего рода смешанный танец. Исследования показали, что клетки плода проникают через плаценту и попадают в организм матери через ее кровоток, где они могут стать частью ее тканей. Было обнаружено, что эти, так сказать, клеточные нити остаются с матерью на протяжении десятилетий.
Тем не менее, ученые только начинают исследовать, как эти эмбриональные клетки взаимодействуют с материнскими клетками и какой цели они служат.В одном из первых исследований, отслеживающих это явление, известное как микрохимера, была обнаружена мужская ДНК в женском мозгу 70-летних матерей, у которых были сыновья. 1,2 Более поздние исследования показали, что клетки плода, пересекая гематоэнцефалический барьер, могут превращаться в нейроны. 3 Другие ученые обнаружили клетки плода, перенесенные в кости, печень и легкие матери. 4 Там они десятилетиями выживали в таких тканях, как кожа, печень и селезенка.
Помимо создания неразрывной связи на всю жизнь, некоторые ученые считают, что эти эмбриональные клетки полезны для матерей, помогая в таких вещах, как восстановление травм и поврежденных органов. Это потому, что эмбриональные клетки имеют способность превращаться в разные типы клеток. И как только они окажутся в крови матери, они смогут циркулировать и прикрепляться к тканям. Например, одно исследование обнаружило эмбриональные клетки в рубцовой ткани, оставшейся после кесарева сечения. 5
В каком-то смысле ребенок отдает все, что он взял во время беременности (читай: утренняя тошнота, истощение), и даже помогает мамам восстановиться после рождения, заживляя раны. 5 Возможности поистине захватывающие.
Чтобы узнать больше о здоровье вашего ребенка во время беременности или спланировать беременность, посетите страницу женского здоровья Natera, чтобы узнать, как могут помочь наши бесклеточные тесты ДНК. Для получения дополнительной информации о выставлении счетов Natera, пожалуйста, свяжитесь с Natera по номеру телефона для выставления счетов 1-844-384-29.96 (с 8:00 до 19:00 по тихоокеанскому времени с понедельника по пятницу) или посетите страницу выставления счетов Natera.
Ссылки
1 Сандерс, Л. (2014, 14 апреля). В женском мозгу обнаружена мужская ДНК. Получено 15 марта 2017 г.