На постимплантационных стадиях развития хромосомный набор в плодных оболочках, как правило, соответствует кариотипу плода. При этом клеточные линии с аномальным кариотипом могут присутствовать как в тканях плода, так и во внезародышевых оболочках [896]. Хромосомный мозаицизм в тканях плода (т. е. истинный, или генерализованный, мозаицизм) подтверждается в 10 % случаев при обнаружении его в плаценте [764] и составляет в общей сложности 0,1 % всех развивающихся беременностей [533]. Случаи мозаичной или полной формы гетероплоидии в тканях плода, имеющего нормальный кариотип в клетках провизорных органов, единичны [337], тогда как приблизительно в 2 % случаев прогрессирующих беременностей цитогенетические аномалии ограничены плацентой [533].
В зависимости от локализации аномальных клеток в тканях хориона различают три типа ограниченного плацентарного мозаицизма (табл. 7.1).
Таблица 7.1. Типы ограниченного плацентарного мозаицизма
Ткань |
Тип 1 |
Тип 2 |
Тип 3 |
Цитотрофобласт |
Анеуплоидия (мозаичная или полная) |
Нормальный кариотип |
Анеуплоидия (мозаичная или полная) |
Мезенхимальная строма хориона |
Нормальный кариотип |
Анеуплоидия (мозаичная или полная) |
Анеуплоидия (мозаичная или полная) |
Ткани плода |
Нормальный кариотип |
Нормальный кариотип |
Нормальный кариотип |
Наиболее частым считается первый тип мозаицизма, когда анеу- плоидные клетки встречаются только в цитотрофобласте. Третий тип является самым редким [533, 789].
Для объяснения высокой частоты анеуплоидных клеточных линий в тканях плаценты по сравнению с тканями плода было высказано несколько гипотез. Первая из них основывается на изначальных различиях числа клеток, формирующих собственно эмбрион и его оболочки [594]. В специальных исследованиях показано, что любой из бластомеров на стадии бластоцисты может принимать участие в формировании эмбриобласта и трофэктодермы [576]. Принимая во внимание равную вероятность аномальной сегрегации хромосом в любом клеточном делении, эти обстоятельства определяют неравное число потенциальных клеток-предшественников аномальных клеточных линий в трофэкто- дерме и эмбриональных структурах.
С другой стороны, предполагалось, что бластомеры в моруле имеют неслучайное расположение, и одни клетки преимущественно принимают участие в формировании эмбриона, а другие — его провизорных органов [456]. В этой связи следует допустить существование механизма селекции бластомеров, в том числе диплоидных и анеуплоидных, на стадии ~ 32 клеток [518, 541]. На существование такого отбора указывают, в частности, наблюдения за развитием до стадии поздней морулы эмбрионов с многоядерными бластомерами. Так, было показано, что эмбрион формируется только из нормальных бластомеров, тогда как аномальные клетки, возможно, вытесняются в перивителлиновое пространство, отбрасываются вместе с блестящей оболочкой перед имплантацией или принимают участие в формировании трофэктодермы [654]. Однако прямых доказательств участия многоядерных клеток в формировании трофобласта не получено [388]. Не получило также экспериментального подтверждения предположение, что предшественником трофэктодермы является анеуп- лоидная клеточная линия, в то время как формирование эмбриона происходит из диплоидных бластомеров. Так, прямые исследования хромосомного набора с использованием метода FISH показали, что на стадии бластоцисты аномальные клетки присутствуют во внутренней клеточной массе и трофобласте. При этом хромосомные аномалии в клетках бластоцисты (моносомия, трисомия, гаплоидия и полиплоидия, хаотичный набор хромосом) не изменяются по сравнению с выявленными у этих же эмбрионов на стадии морулы [309, 414]. Таким образом, первичная дифференцировка бластомеров на трофоб- ласт и эмбриобласт происходит независимо от хромосомного набора, что лишний раз свидетельствует об отсутствии механизма селекции клеток вплоть до стадии поздней бластоцисты. Дальнейшее развитие мозаичного эмбриона определяется характером хромосомной аберрации, локализацией гетероплоидных клеток и степенью выраженности аномального клона. Так, локализация летальных геномных мутаций в эмбриобласте может привести к нарушениям формирования эмбриональных структур, в то время как их локализация в трофоблас- те — к нарушениям имплантации и формирования хориона. Влияние сублетальных геномных мутаций будет менее выраженным и приведет либо к гибели эмбриона и плода на постимплантационных стадиях развития, либо к рождению ребенка с хромосомными болезнями [309]. Не исключено, что специфические хромосомные аномалии, затрагивающие определенные хромосомы, могут оказывать позитивное влияние на развитие и функции клеток трофобласта на разных этапах формирования дефинитивной плаценты [789]. Это интересное предположение пока лишено фактических доказательств.
Характерной особенностью плаценты при развивающейся беременности является анеуплоидия, затрагивающая ограниченное число клеток в пределах одной ворсины или в различных участках плаценты (типы 1 и 2 ограниченного плацентарного мозаицизма, табл. 7.1) [844]. Локальное распространение анеуплоидии объясняется тем, что аномальные клетки либо утрачивают способность к делению и вступают в апоптоз, или же они преодолевают этот барьер и продолжают деление [399, 706, 800]. Возможно, для клеток эмбриона существуют контрольные механизмы, ограничивающие или запрещающие пролиферацию гетероплоидных клеток [455]. В трофобласте, по-видимому, этот контроль осуществляется менее жестко, поэтому аномальные клетки клонально пролиферируют, а их элиминация происходит одновременно с последом при рождении [789].
Наличие делящихся анеуплоидных клеток указывает на их жизнеспособность [542], а присутствие клеточных линий с различным набором хромосом — на слабую степень дифференцировки ткани, в которой они возникли [396]. В этом отношении, как и по некоторым другим характеристикам, клетки трофобласта напоминают опухолевые клетки. В частности, спектр хромосомных аномалий дробящихся зародышей человека, особенно в случаях хаотичного набора хромосом в каждом ядре бластомера, напоминает картину, наблюдаемую в малигнизированных клетках [455], в которых гены, контролирующие клеточный цикл, а также апоптозные гены (например, p53, Gadd45, Bcl-xL), часто инактивированы [388]. Вследствие этого могут быть нарушены процессы трансцизии G1, G2/M, и анеуплоидные бластомеры, как и опухолевые клетки, не вступают в апоптоз, а остаются жизнеспособными.
Для объяснения полной дискордантности кариотипов плодных тканей и хориона (тип 3, табл. 7.1) предложена гипотеза «близнецовой беременности», согласно которой при многоплодной беременности на ранней стадии один из эмбрионов может резорбироваться, а другой продолжает развитие [896]. При этом от «исчезающего близнеца» сохраняются лишь фрагменты зародышевых листков, образующие тератомы, или же фрагменты плодных оболочек, входящие в состав провизорных органов развивающегося плода. Поскольку область инвазивного вмешательства при хорионбиопсии ограничена, существует вероятность получения клеток хориона резорбировавшегося близнеца. Между тем, при монозиготической двойне различия по половым хромосомам либо отсутствуют, либо обусловлены утратой половой хромосомы, что сопровождается кариотипом 45,Х у одного из плодов [538]. «Исчезновение» близнеца из дизиготической двойни примерно в половине случаев должно было приводить к дискордантности по полу [245], однако мозаицизм (химеризм) 46,XX/46,XY отмечается крайне редко [271]. Более того, дискордантность кариотипов при дизи- готической двойне следует трактовать как химеризм, так как различающиеся по кариотипу клетки происходят из разных зигот [531]. Таким образом, полное несоответствие кариотипов в клетках хориона и плода (тип 3 плацентарного мозаицизма) скорее обусловлено аномальной сегрегацией хромосом в первых делениях дробления диплоидной или гетероплоидной зиготы.