Стволовые клетки ротовой полости помогут предотвратить рак

Команда исследователей обнаружила, что стволовые клетки ротовой полости способны ускорить заживление различных тканей после заболевания или травмы.

Микробы, постоянно находящиеся в ротовой полости и попадающие туда с пищей, подвергают слизистую оболочку полости рта постоянным атакам. Однако она заживает быстро и в большинстве случаев без рубцов.

Исследования подтвердили, что повреждения тканей во рту заживают быстрее, чем повреждения кожи. Учёные изучали стволовые клетки ротовой полости, чтобы понять, каким образом ткани настолько быстро восстанавливаются после травм даже под постоянным воздействием микробов и механических помех во время жевания.

Стволовые клетки живут во многих типах тканей взрослого человека, включая слизистую оболочку во рту, называемую эпителием ротовой полости. Данные стволовые клетки могут делиться на протяжении всей жизни, чтобы заменить поврежденные или больные клетки. Несмотря на эту уникальную особенность, стволовые клетки ротовой полости недостаточно изучены.

Группа учёных из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле (University of North Carolina at Chapel Hill, UNC-CH) во главе с доктором медицинских наук Кевином Бердом (Kevin Byrd) и доктором Скоттом Уильямсом (Scott Williams) исследовала стволовые клетки эпителия ротовой полости в нормальных условиях и в ответ на стресс.

Исследование было поддержано Национальным институтом стоматологических и черепно-лицевых исследований (National Institute of Dental and Craniofacial Research, NIDCR), Национальным институтом диабета и заболеваний органов пищеварения и почек (National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, NIDDK) и Национальным институтом рака (National Cancer Institute, NCI). Результаты были опубликованы в Cell Stem Cell 5 декабря 2019 года.

Ученые маркировали и отслеживали оральные эпителиальные стволовые клетки у мышей и сравнивали поведение клеток в разных тканях ротовой полости. Эксперименты выявили новый тип стволовых клеток в твердом небе. Эти так называемые «медленно размножающиеся» клетки делятся нечасто и располагаются в определенных участках на гребнях твердого неба.

Затем ученые изучили реакцию стволовых клеток на различные уровни стрессового физического воздействия. В ответ на небольшую колотую рану в твердом небе мышей медленно размножающиеся клетки начали быстро делиться и мигрировать в зону повреждения для восстановления ткани. Кормление мышей мягкой пищей (по сравнению с обычной диетой с твердыми гранулами) вызывало обратную реакцию: стволовые клетки делились реже.

Анализируя последовательности РНК клеток, ученые идентифицировали ген Lrig1, который показал высокую активность (экспрессию) в медленно размножающихся стволовых клетках. Экспрессия LRIG1 снижалась вблизи ран в твердом небе и увеличивалась в ответ на мягкую диету. Эти данные свидетельствуют о том, что LRIG1 играет важную роль в замедлении деления клеток в условиях низкого уровня стресса. В качестве подтверждения полученных данных ученые продемонстрировали, что у генетически модифицированных мышей с неработающим Lrig1 наблюдалось повышенное деление стволовых клеток.

«В целом, результаты показывают, что эпителиальные стволовые клетки ротовой полости в твердом небе чувствительны как к активности генов, так и к окружающей среде, быстро реагируя на ежедневные проблемы, такие как прием пищи, и на такие стрессовые события, как травмы», — говорит Берд. «Полученные знания могут помочь ученым лучше понять происхождение рака ротовой полости, который редко встречается в твердом небе. Это также может помочь в улучшении заживления ран и восстановлении тканей всего организма».

В исследовании подчеркиваются не только уникальные способности стволовых клеток полости рта по сравнению с аналогичными тканями, такими как кожа, но и то, как эти клетки могут стать моделями для понимания редких заболеваний.