В первые дни беременности оплодотворенная яйцеклетка имплантируется в стенку матки и начинает делиться. Образованные в результате этого процесса клетки дифференцируются в различные типы, и некоторые из них образуют плаценту. Примерно на десятой неделе беременности плацента получает доступ к кровообращению матери, чтобы брать из ее крови кислород и питательные вещества для плода, удалять продукты жизнедеятельности и регулировать важные гормоны.
Ученые из Института Велкома Сэнгера и Кембриджского университета провели первое исследование геномной архитектуры плаценты человека с высоким разрешением.[1] Они выполнили полногеномное секвенирование 86 биопсий и 106 микродиссекций 42 плацент с образцами, взятыми из разных областей каждого органа.
Команда обнаружила, что каждая из этих биопсий представляет собой генетически отличную «клональную экспансию» — популяцию клеток, произошедшую от одного общего предка, что указывает на четкую параллель между формированием плаценты человека и развитием рака. Анализ также выявил специфические паттерны мутаций, которые обычно встречаются при детских раковых заболеваниях, таких как нейробластома и рабдомиосаркома, с даже большим количеством этих мутаций в плаценте, чем в самих раковых опухолях.
Другими словами, ученые установили, что структура плаценты отличается от любого другого органа человека и напоминает лоскутное одеяло из опухолей. При этом частота и характер генетических мутаций в ней невероятно высоки по сравнению с другими здоровыми тканями человека.
Так, в одной биопсии исследователи наблюдали по три копии хромосомы 10 в каждой клетке, две от матери и одну от отца, вместо обычных по одной копии от каждого родителя. Но другие биопсии из той же плаценты содержали уже две копии хромосомы 10, обе от матери. Ошибка числа копий хромосомы, подобная этой в любой другой ткани, была бы серьезным генетическим недостатком. Примечательно, что хотя плацента является «свалкой» для генетических дефектов, сам плод исправляет эти ошибки или избегает их. Популяции производных клеток, которые формировали ребенка, имели правильное количество копий хромосомы 10, в то время как части плаценты не смогли произвести эту коррекцию.
В 1-2% беременностей некоторые клетки плаценты имеют другое количество хромосом по сравнению с клетками плода — генетический дефект, который может быть фатальным для плода, но плацента функционирует с ним вполне нормально.
Старший автор исследования из Института Велкома Сэнгера, доктор Сэм Бехджати, сравнил плаценту с «диким западу» человеческого генома. Он пояснил, что с одной стороны она помогает защитить ребенка от ошибок в генетическом коде, но в то же время имеется большое бремя болезней, связанных с плацентой. Так, несмотря на генетическую устойчивость, проблемы с плацентой являются основной причиной вреда для матери и будущего ребенка.
Полученные учеными результаты дают веское основание для изучения связи между генетическими аберрациями в плаценте и исходами родов. И это, возможно, позволит найти решение многих проблем, как ограничение роста плода, преждевременные роды и мертворождение.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Tim H. H. Coorens, Thomas R. W. Oliver, Rashesh Sanghvi, Ulla Sovio, Emma Cook, Roser Vento-Tormo, Muzlifah Haniffa, Matthew D. Young, Raheleh Rahbari, Neil Sebire, Peter J. Campbell, D. Stephen Charnock-Jones, Gordon C. S. Smith, Sam Behjati. Inherent mosaicism and extensive mutation of human placentas. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03345-1
