Стволовые клетки откладывают свою гибель, помогая в регенерации

Американские учёные показали, что стволовые клетки способны отсрочить свою собственную смерть, чтобы отреагировать на травму, требующую их участия.

Исследование, результаты которого опубликованы 7 мая в журнале Current Biology, было проведено на планариях – крошечных плоских червях, используемых в качестве модели для изучения регенерации из-за их уникальной способности восстанавливаться после любой травмы с помощью стволовых клеток.

«Стволовые клетки планарий, даже сталкиваясь с огромной опасностью, всё равно восстанавливают повреждение, задерживая свою смерть», — говорит Дивья Широор (Divya Shiroor), первый автор работы и аспирантка лаборатории доктора Каролин Адлер (Carolyn Adler) отдела молекулярной медицины Корнельского университета ветеринарной медицины (Department of Molecular Medicine, Cornell University of Veterinary Medicine), США.

Исследовательская группа подвергла планарий воздействию радиации, а затем половине из них были нанесены раны. Облучённые плоские черви, которые не были травмированы, продемонстрировали ожидаемые уровни гибели (апоптоза) стволовых клеток. Однако стволовые клетки раненых червей выжили, сгруппировавшись вокруг места травмы, отсрочив свою смерть, чтобы восстановить повреждение.

«Мы показали, что неизбежная гибель клеток, вызванная радиацией, может быть значительно отсрочена, если животные будут ранены вскоре после облучения», — сказала Широор.

Открытие может иметь важное значение для исследований рака и терапии, особенно в изучении вариантов химиотерапии и хирургии для пациентов.

«Знание того, как полученная травма стимулирует у стволовых клеток стойкость к радиации, поможет нам идентифицировать у млекопитающих подобные гены, которые, возможно, помогут усовершенствовать существующие методы лечения», — сказала Широор.

Планарии обычно используются в фундаментальных исследованиях, так как имеют много общего с людьми. Как и у людей, у планарий есть стволовые клетки, аналогичные органы и подобные гены, но они гораздо искуснее реагируют на травмы, благодаря большему количеству стволовых клеток и отсутствию развитой иммунной системы, что обычно затрудняет процесс заживления у людей.

«Это действительно упрощает процесс понимания влияния как травмы, так и радиации на стволовые клетки. Также мы можем изучать его непосредственно, не сталкиваясь с параллельными процессами, неотъемлемыми для заживления ран, например, такими как воспаление, которые одновременно запускаются у млекопитающих», — говорит Широор.

Открыв механизмы, управляющие стволовыми клетками после получения травмы на модели планарий, исследователи могли бы использовать приобретённые знания для изучения аналогичной реакции в человеческом организме.

Учёным известно о множестве способов использования стволовых клеток планариями для успешного восстановления и регенерации. Однако комбинация травмирования и облучения радиацией, которая впервые изучалась в лаборатории Адлер для выявления нового ответа стволовых клеток, уникальна. Исследователи планируют копнуть глубже, чтобы понять механизм распознавания повреждения стволовыми клетками, и какую роль могут играть другие клетки в этой реакции.

«Мы определили ключевой ген, который необходим для сохранения стволовых клеток после облучения и травм», — сказала Широор. «Теперь мы планируем использовать его в качестве основы для дальнейших исследований».