Вчені з Інституту медичних досліджень Стауерса вивчили неймовірну здатність прісноводної планарії Schmidtea mediterranea до регенерації. Завдяки високому вмісту плюрипотентних стовбурових клітин ці тварини можуть повністю відновити тіло навіть із незначного фрагмента. Нові дані відкривають потенціал для створення регенеративних методів лікування у людини. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Чим планарія здивувала науковців?
Прісноводна планарія Schmidtea mediterranea стала об’єктом наукових досліджень завдяки унікальній здатності до повної регенерації тіла з невеликого фрагмента. Якщо її розділити на частини, кожна з них здатна відновити всі відсутні структури — голову, хвіст, внутрішні органи.
Це стало можливим завдяки високому вмісту стовбурових клітин: приблизно 15% усіх клітин її тіла — плюрипотентні. Для порівняння, в організмі людини таких клітин — менше ніж 1%. Плюрипотентні клітини — це ті, що можуть перетворитися на будь-який тип клітини організму. У разі пошкодження тканин ці клітини швидко активуються, розмножуються й мігрують у потрібне місце для відновлення структури.
Без «домівки»: як клітини регенерують незалежно
У більшості організмів стовбурові клітини зберігаються у спеціалізованому мікросередовищі — структурі в тілі, яка регулює їхній стан, розвиток і активність. У науці таке середовище називають «нішею». Наприклад, у людини клітини, що формують кров, містяться в кістковому мозку — там вони перебувають під пильним контролем організму.
Однак дослідження під керівництвом біолога Фредеріка Манна-молодшого з Інституту Стауерса вказує на інший механізм. У планарій стовбурові клітини розташовані по всьому тілу й поводяться автономно — без класичного середовища. Команда виявила навколо них великі клітини з численними «руками», які отримали назву hecatonoblasts «гекатонобласти» — за аналогією з багаторукими істотами з грецької міфології.
Аналіз транскриптому клітини — тобто набору активних генів у клітині — не виявив жодного впливу цих hecatonoblasts на регенеративну активність стовбурових клітин. Це суперечить традиційному уявленню, що клітини потребують фізичного середовища для розвитку.
Кишкові клітини замість контрольного середовища
Неочікувано дослідники виявили, що саме кишкові клітини впливають на поведінку стовбурових клітин під час регенерації — попри відсутність безпосереднього контакту з ними. Ці клітини керують розміщенням і активацією стовбурових клітин, фактично замінюючи функцію класичного середовища.
Такий механізм виглядає значно гнучкішим, ніж у складних організмах. Це дозволяє планарії ефективно координувати відновлення тканин незалежно від того, де саме в тілі виникла травма. За словами дослідників, ці дані відкривають нові перспективи у вивченні того, як клітини можуть працювати без сталого середовища навколо.
Чому людські клітини не можуть діяти так само
У людському організмі стовбурові клітини не можуть функціонувати так вільно, як у планарії. Їхня діяльність суворо контролюється саме через ризик безконтрольного росту. Якщо клітини втрачають регуляцію, це може призвести до появи пухлин.
Молекулярний біолог Алехандро Санчес Альварадо, співавтор дослідження, наголошує: «Наша мета — виявити базові правила, за якими стовбурові клітини перетворюються на конкретні тканини, замість того щоб діяти хаотично. Адже більшість пухлин у людини виникають тоді, коли клітини перестають дотримуватися цих правил».
Нові перспективи для регенеративної медицини
Системне розуміння поведінки стовбурових клітин у таких організмах, як планарія, може стати ключем до відновлення пошкоджених тканин у людини. Йдеться не лише про загоєння ран, а й про перспективи регенерації складних структур — нервової тканини, м’язів, органів або кінцівок.
Вивчення автономних механізмів керування клітинами в простих тварин може допомогти створити нові підходи до лікування без ризику розвитку онкологічних ускладнень. Такі дослідження вже активно проводяться також на інших моделях — зокрема аксолотлях, які здатні відрощувати кінцівки. Усі ці зусилля спрямовані на розробку безпечних, ефективних і цілеспрямованих регенеративних терапій.
Раніше ми писали, що у США створили яйцеклітини з ДНК шкіри
