CD133+ клетки были описаны как стволовые клетки взрослого организма в 1997 году [1,2]. Экспрессия гликопротеина CD133 описана на гемопоэтических клетках фетальной печени, костного мозга, пуповиной и периферической крови [1-4], на циркулирующих эндотелиальных прогениторах [5] и некоторых опухолевых клетках человека [6]. Оказалось, что клетки способны к многократным делениям и высокой степени экспансии in vitro, что позволило их рассматривать как одну из самых ранних стволовых популяций взрослого организма человека [7].

Беспокойство клиницистов, применяющих взрослые стволовые клетки, в последнее время стали вызывать недавние публикации, посвящённые изучению их возможного онкогенного потенциала. Так оказалось, что потенциальной онкогенностью могут обладать нейральные [8] и стволовые клетки костного мозга [9]. Кроме того, выделение любых ткане-специфичных стволовых клеток, положительных по маркёру раннего эмбриогенеза - Oct-4 и последующая их трансплантация, может быть потенциально онкогенно опасна [10].

Онкогенный потенциал взрослых стволовых CD133+ клеток остаётся неизученным. Это становится особо актуально в связи с начавшимися клиническими испытаниями этих клеток для целей кардиомиопластики [11,12]. В прошлом году группа Singh выделила CD133+ клетки из нейро-опухолей человека [13]. При их экспансии in vitro исследователи получали опухоли с таким же фенотипом, из которых и были выделены CD133+. Напротив, при культивировании CD133- клеток опухоли, они не образовывали сферы и "теряли злокачественный фенотип" [13]. Новая работа этой группы, опубликованная в Nature более детально изучает потенциальный онкогенный риск трансплантации "чистой" популяции CD133+ in vivo.

Для проверки гипотезы, CD133+ и CD133- клетки сортировали (MACS) из свежеудалённых опухолей головного мозга человека - медуллобластомы (n=3) и глиобластомы (n=4). Обе популяции свежеизолированных клеток вводили стереотаксически в лобные доли NOD/SCID мышей.

В стандартном эксперименте по индукции канцерогенеза путём ксенотрансплантации злокачественных клеток человека в головной мозг мышей, для формирования опухоли обычно требуется 100 000 - 1 миллион клеток. В данном эксперименте, введение всего лишь 100 CD133+ клеток вызывало образование полноценной опухоли через 12-24 недель после трансплантации. Введение 50 000 - 100 000 CD133- клеток, отсортированных из той же первичной опухоли приводило к формированию лишь глиального рубца, но не опухоли. После трансплантации CD133+ клеток опухоли развились у 16 мышей из 19.

Для проверки фенотипа при дифференцировке клеток и развитии опухоли использовали иммуногистохимию. При формировании медуллобластомы CD133+ клетки становились nestin+/vimetin+ (неспецифические маркёры, используемые для идентификации нейрональныхз прогениторных клеток), большинство человеческих клеток окрашивалось также на beta-III-tubulin и некоторая часть на GFAP (glial fibrillary acidic protein). Клетки глиобластомы, образовавшиеся после из CD133+ экспрессировали nestin, MIB-1 (как маркёр пролиферации), GFAP и MAP2 (microtubule associated protein). Часть клеток коэкспрессировала CD133+/GFAP. В конечном итоге CD133+ клетки формировали полноценную опухоль, большинство клеток которой были CD133- и гетерогенны по экспрессии различных (по степени зрелости) нейромаркёров. Гистологическая структура (включая классическую атипию) и повышенный уровень экспресии p53 гена родительских опухолей и дочерних из ксенографтов были одинаковыми. Сумарно эти данные указывают на то, что CD133+ клетки, выделенные из нейро-опухолей человека являются опухоле-иннициирующими клетками in vivo и в формировании опухоли проходят различные стадии как нейрональной так и астроцитарной дифференцировки.

Для проверки способности клеток к самообновлению производили серийные трансплантации. Для этого вводили 1000 CD133+ в мозг мышей и через 6 недель получали опухоль, из которой вновь выделяли 1000 CD133+ клеток и трансплантаровали их другим ("здоровым") мышам той же линии. Через 5 недель наблюдали полную фенотипическую рекапитуляцию родительской опухоли во вторичных графтах. Результативность эксперимента (рекапитуляции фенотипа) - 2 из 2 (родительских - детская глиобластома) и 3 из 3 (родительских - взрослая глиобластома). При серийной трансплантации CD133- клеток результат был отрицательным при детекции их в месте инъекции как человеческих.

Для доказательства отсутствия контоминации трансплантата нормальными нервными клетками, производили цитогенетический анализ (SKY (спектральное кариотипирование) и FISH). Практически во всех CD133+ и CD133- клетках трансплантата находили аномалии в хромосоме 17. Количество клеток с нормальным кариотипом было 4%. По данным FISH анализа 80% CD133+ и CD133- клеток имели аномалии.

Таким образом, стволовые CD133+ клетки, выделенные из злокачественных нейро-опухолей человека обладают облигатной канцерогенной активностью in vivo. В свете полученных данных следует полагать, что перед началом клинических испытаний протоколов клеточной терапии, необходимо исследовать туморогенный потенциал CD133+ клеток (и других взрослых стволовых клеток), выделенных из нормальных тканей, в модельных экспериментах.