Cercetătorii de la Institutul Francis Crick au identificat modificări genetice în celulele stem din sângele donatorilor frecvenţi de sânge care susţin producţia de celule noi, necanceroase.
Cunoştinţele legate de diferenţele dintre mutaţiile care se acumulează în celulele stem din sânge pe măsură ce îmbătrânim sunt importante pentru a înţelege cum şi de ce se dezvoltă cancerele de sânge şi, cum se poate interveni înainte de apariţia simptomelor clinice.
Pe măsură ce îmbătrânim, celulele stem din măduva osoasă acumulează în mod natural mutaţii şi, odată cu acestea, asistăm la apariţia clonelor, care sunt grupuri de celule sanguine care au o structură genetică uşor diferită. Uneori, anumite clone pot duce la apariţia unor cancere ale sângelui precum leucemia.
Atunci când oamenii donează sânge, celulele stem din măduva osoasă produc noi celule sanguine pentru a înlocui sângele pierdut, iar acest stres determină selectarea anumitor clone.
În cercetarea publicată marţi în revista Blood, echipa de la Crick, în colaborare cu oameni de ştiinţă de la Centrul german de cercetare a cancerului (DFKZ) din Heidelberg şi de la Centrul de donare de sânge al Crucii Roşii germane, a analizat probe de sânge prelevate de la peste 200 de donatori frecvenţi - persoane care au donat sânge de trei ori pe an timp de 40 de ani, de peste 120 de ori în total - şi de la donatori sporadici de control care au donat sânge de mai puţin de cinci ori în total.
Probele din ambele grupuri au prezentat un nivel similar de diversitate clonală, dar componenţa populaţiilor de celule sanguine a fost diferită.
De exemplu, ambele grupuri de probe conţineau clone cu modificări ale unei gene numite DNMT3A, despre care se ştie că este mutantă la persoanele care dezvoltă leucemie. Interesant este faptul că modificările acestei gene observate la donatorii frecvenţi nu erau în zonele cunoscute ca fiind preleucemice.
Pentru a înţelege mai bine acest lucru, cercetătorii de la Crick au modificat DNMT3A în celule stem umane în laborator. Ei au indus modificările genetice asociate leucemiei şi, de asemenea, modificările non-preleucemice observate în grupul donatorilor frecvenţi.
Ei au cultivat aceste celule în două medii: unul conţinând eritropoietină (EPO), un hormon care stimulează producţia de globule roşii, care creşte după fiecare donare de sânge, şi altul conţinând substanţe chimice inflamatorii pentru a reproduce o infecţie.
Celulele cu mutaţiile des întâlnite la donatorii frecvenţi au răspuns şi au crescut în mediul care conţine EPO şi nu au reuşit să crească în mediul inflamator. Opusul a fost observat în cazul celulelor cu mutaţii cunoscute ca fiind preleucemice.
Acest lucru sugerează că mutaţiile DNMT3A observate la donatorii frecvenţi răspund în principal la pierderea fiziologică de sânge asociată cu donarea de sânge.
În cele din urmă, echipa a transplantat celulele stem umane purtătoare ale celor două tipuri de mutaţii în şoareci. Unora dintre aceşti şoareci li s-a prelevat sânge şi apoi li s-au administrat injecţii cu EPO pentru a imita stresul asociat cu donarea de sânge.
Celulele cu mutaţii frecvente ale donatorului au crescut normal în condiţii de control şi au promovat producţia de globule roşii în condiţii de stres, fără ca celulele să devină canceroase. În contrast puternic, mutaţiile preleucemice au determinat o creştere pronunţată a numărului de globule albe, atât în condiţii de control, cât şi în condiţii de stres.
Cercetătorii consideră că donarea regulată de sânge este un tip de activitate care selectează mutaţiile care permit celulelor să răspundă bine la pierderea de sânge, dar nu selectează mutaţiile preleucemice asociate cu cancerul de sânge.
„Cercetarea noastră este un exemplu fascinant al modului în care genele noastre interacţionează cu mediul şi pe măsură ce îmbătrânim", a declarat marţi într-un comunicat Dominique Bonnet, lider de grup al Laboratorului de celule stem hematopoietice de la Crick, şi autor principal al studiului.
Activităţile care pun un nivel scăzut de stres asupra producţiei de celule sanguine permit celulelor stem din sânge să se reînnoiască, spune ea, subliniind că, în opinia cercetătorilor, acest lucru favorizează mutaţiile care promovează în continuare creşterea celulelor stem, mai degrabă decât boala.
Dimensiunea eşantionului a fost destul de modestă, spun cercetătorii, astfel încât nu se poate spune cu precizie că donarea de sânge scade cu siguranţă incidenţa mutaţiilor preleucemice.
Cercetătorii îşi propun în continuare să analizeze aceste rezultate pe un număr mult mai mare de persoane.
S-ar putea ca persoanele care donează sânge să fie mai predispuse să fie sănătoase dacă sunt eligibile, iar acest lucru se reflectă şi în clonele lor de celule sanguine, spun ei.
„Perspectiva pe care ne-a oferit-o cercetarea asupra diferitelor populaţii de mutaţii şi efectele lor este fascinantă”, a completat cercetătoarea.
„Ştim mai multe despre mutaţiile preleucemice deoarece le putem vedea atunci când oamenii sunt diagnosticaţi cu cancer de sânge", a completat Hector Huerga Encabo, cercetător postdoctoral în cadrul laboratorului de celule stem hematopoietice de la Crick, şi primul autor împreună cu Darja Karpova de la DFKZ - Heidelberg.
„A trebuit să ne uităm la un grup foarte specific de oameni pentru a descoperi diferenţe genetice subtile care ar putea fi de fapt benefice pe termen lung. Acum ne propunem să aflăm în ce măsură aceste tipuri diferite de mutaţii joacă sau nu un rol în apariţia leucemiei şi dacă pot fi vizate terapeutic”, a ad[ugat cercetătorul.
Cercetarea a fost realizată printr-o colaborare a cercetătorilor de la DFKZ din Heidelberg şi Centrul de servicii de donare de sânge al Crucii Roşii Germane din Frankfurt.
