Матери во всем мире говорят, что они чувствуют, что их дети все еще являются частью их после того, как они родили. Оказывается, это буквально правда. Во время беременности клетки плода проникают через плаценту и попадают в организм матери, где они могут стать частью ее тканей.
Связанный контент
- Имеет ли кесарево сечение первый микробиом ребенка?
- 10 вещей, которые наука говорит о том, чтобы быть мамой
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, сделанных из разных животных. Это явление широко распространено среди млекопитающих, и ученые предложили ряд теорий о том, 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 сделать не только эволюционную основу для понимания того, как и почему возник микрохимеризм, но и для оценки того, как это влияет на здоровье», - говорит ведущий автор Эми Бодди, генетик из Университета штата Аризона.
Конфликт между матерью и плодом берет свое начало с самых первых плацентарных млекопитающих миллионы лет назад. В течение эволюционного периода плод развивался, манипулируя физиологией матери и увеличивая передачу ресурсов, таких как питание и тепло, развивающемуся ребенку. В свою очередь, тело матери разработало контрмеры для предотвращения чрезмерного притока ресурсов.
Все становится еще более интригующим, когда эмбриональные клетки проникают через плаценту и попадают в кровоток матери. Как и стволовые клетки, эмбриональные клетки являются плюрипотентными, что означает, что они могут расти 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 те же вещества, что и окружающие ткани, говорит Бодди.
Хотя иммунная система матери обычно удаляет неизмененные эмбриональные клетки из крови после беременности, те, которые уже интегрированы с материнскими тканями, избегают обнаружения и могут оставаться в теле мамы.
Микрохимеризм может стать особенно сложным, если у матери многоплодная беременность. Тело матери накапливает клетки у каждого ребенка - и потенциально функционирует как резервуар, переводя клетки от старшего брата в младшего и формируя более сложные микрохимеры. Наличие эмбриональных клеток в организме матери может даже регулировать, как скоро она сможет снова забеременеть.
«Я думаю, что одно многообещающее направление для дальнейших исследований касается необъяснимой потери беременности и того, могут ли старшие братья и сестры, как генетические индивиды, играть роль в задержке рождения младших братьев и сестер», - говорит Дэвид Хейг, эволюционный биолог из Гарвардского университета.
Учитывая всю эту сложность, микрохимеры до недавнего времени было трудно изучать, отмечают авторы в своей статье, которая будет опубликована в следующем выпуске BioEssays . Это явление было обнаружено несколько десятилетий назад, когда в крови женщины была обнаружена мужская ДНК. Но технологии того времени не могли получить достаточно подробную картину генетики, чтобы отделить мелкую клеточную ситуацию.
В настоящее время технологии глубокого секвенирования позволяют исследователям более полно определить происхождение ДНК в тканях матери путем отбора множества областей в геноме, включая гены, вовлеченные в иммунитет. Эти гены уникальны для человека и, таким образом, могут помочь отличить ДНК матери от ДНК ее детей с большей точностью.
«Если клеточные популяции могут быть изолированы, то современные методы должны позволять однозначно идентифицировать генетического индивида происхождения», - говорит Хейг.
Тем не менее, понимание того, как эмбриональные клетки взаимодействуют с материнскими клетками, будет трудным, говорит Бодди. Мало что известно о клеточной сигнализации, которая заставляет клетки плода регулировать физиологию матери.
«Скорее всего, это переговоры между материнским телом и клетками плода, когда в материнском теле существует ожидание определенного уровня микрохимерии, что оно должно функционировать должным образом», - сказал Бодди. Например, предыдущие эксперименты показали, что, когда мышиные эмбриональные клетки подвергаются воздействию лактационных гормонов в лаборатории, они приобретают свойства, сходные с таковыми у клеток молочной железы, указывая на то, что ткань молочной железы может быть одной из горячих точек для микрохимерии.
«Нормальная здоровая лактация может быть следствием того, что эмбриональные клетки посылают организму матери сигнал на приготовление молока», - говорит соавтор Мелисса Уилсон Сайрес, также из штата Аризона. Но в предыдущей работе также было высказано предположение, что те же функции, 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 раковой уязвимости у матери.
Основываясь на эволюционных рассуждениях, авторы предсказывают, что клетки плода должны быть обнаружены в первую очередь в тканях, которые играют роль в передаче ресурсов плоду. Это включает грудь, где они могут влиять на выработку молока; щитовидная железа, где они могут влиять на обмен веществ и передачу тепла ребенку; и мозг, где они могут влиять на нервную систему и материнскую привязанность к ребенку.
Следующими шагами будет использование современных инструментов секвенирования для поиска клеток плода в этих точках, а затем начнется изучение того, как клетки взаимодействуют в каждой области тела мамы.
«Что действительно интересно и необычно в этой работе, так это то, что проблема микрохимерии и материнского здоровья ставится в эволюционные рамки», - говорит Жюльен Резерфорд, биологический антрополог из Университета Иллинойса в Чикаго.
«Если эти эмбриональные клетки взаимодействуют с физиологией матери, где в материнском организме мы ожидаем наибольшего влияния на функцию? Это был большой знак вопроса. Помещение этого в эволюционный контекст было невероятно умным, новым и очень захватывающим. Это прекрасный пример теории, управляющей поддающимися проверке предсказаниями ».
ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: Эта история была обновлена, чтобы прояснить результаты исследования на мышиных эмбриональных клетках и молочной ткани.
