Вчені знайшли спосіб повернути м'язовим тканинам мишей втрачену в ході еволюції здатність до регенерації, не піддаючи їх ризику розвитку раку.
Саламандри, тритони і багато інших земноводних мають приголомшливу здатність до регенерації тканин. Вони здатні відновити втрачену кінцівку або наростити серцевий м'яз, коли це необхідно. Чому ж нам, ссавцям, це недоступно?
Існують вагомі причини, що не дозволяють нашим клітинам «перескакувати» з однієї стадії свого життєвого циклу на іншу, що необхідно для початку формування нової тканини. Це обмеження зменшує ймовірність формування потенційно смертоносних видів раку.
Проте вчені зі Стенфордського університету вирішили, що було б непогано забезпечити ссавцям можливість швидкої регенерації, нехай навіть ціною тимчасового «відключення» деяких природних захисних механізмів. Заблокувавши всього два з пухлинних супресорних білків у лабораторних мишей, вчені змогли спостерігати відновлення м'язової тканини.
В даний час широко обговорюється можливість використання стовбурових клітин для відновлення пошкоджених тканин в організмі дорослих ссавців (у тому числі людини). Проте в даному випадку дослідники обійшли стовбурові клітини стороною. Їх увага була зосереджена на міоцитах - клітинах м'язової тканини, які в звичайних умовах не діляться. Як і більшість інших клітин в організмі ссавців, вони «зафіксовані» в деякому стані, досягнувши якого клітини перестають змінюватися. А без поділу клітин неможлива регенерація.
Зовсім інша справа - клітини земноводних, які здатні заново «запускати» свій життєвий цикл, відновлюючи пошкоджені тканини. Спочатку такі клітини плюрипотентні - тобто здатні перетворитися майже в усі типи клітин. Але при цьому вони суворо слідують «уторованим шляхом», вирощуючи тільки потрібні тканини - в даному випадку м'язи.
Перед тим, як спробувати «умовити» клітини ссавців вести себе подібним чином, необхідно виявити відмінності в механізмах регуляції клітинного циклу у земноводних і ссавців. Зокрема, мова йде про пухлинні супресори - гени, що контролюють ділення клітин.
Попередні дослідження показали, що ген ретинобластоми (Rb) відіграє важливу роль в запобіганні «несанкціонованого» поділу клітин ссавців. Однак ефект від блокування експресії цього гена був неоднозначний: іноді це приводило до «повторного запуску» життєвого циклу клітин, іноді - ні.
Вченим знадобилося провести ціле «еволюційне розслідування», щоб з'ясувати, що тут замішаний ще один пухлинний супресор - ARF. Дослідники відзначили, що ARF присутній у геномі птахів і ссавців, а ось саламандри та інші земноводні, що розмістилися на нижніх гілках еволюційного древа, позбавлені цього гена. Що характерно, ARF також був відсутній у тих клітинах, які поверталися до початку клітинного циклу при блокуванні Rb. У печінці ссавців (єдиному органі людини, здатному до регенерації) вміст білка ARF знижений.
У ході експериментів на мишах учені виявили, що одночасне «відключення» ARF і Rb в міоцитах, ізольованих від м'язової тканини, дозволяє клітинам повернутися в плюрипотентний стан і почати поділ. Після повернення в організм мишей видозмінені клітини змогли об'єднатися з існуючими м'язовими волокнами, утворивши повноцінний новий м'яз. Незабаром активність Rb відновилася, і ділення клітин припинилося. Міоцити знову «зафіксувалися» в тому стані, з якого вже не могли «перескочити» в початок свого життєвого циклу. Інакше пересаджені клітини ділилися б занадто активно, порушуючи структуру м'язу.
Дослідження в області регенерації ссавців, ініційовані «відключенням» одного або декількох генів, ведуться досить активно. Наприклад у Вістарівському інституті (Пенсільванія) виростили генетичну лінію мишей, здатних практично без сліду зарощувати наскрізну рану в вусі.
Робота вчених зі Стенфордського університету, результати якої опубліковані в журналі Cell Stem Cell, продемонструвала, що тимчасове блокування всього двох генів здатне повернути ссавцям втрачену в ході еволюції здатність до регенерації. Ключове слово тут - «тимчасово». Видалення білків, відповідальних за придушення росту ракових клітин, може призвести до вельми неприємних наслідків. Тоді як контрольоване «відключення» цілком здатне стати незамінним терапевтичним інструментом.
У планах дослідників - з'ясувати, як описана методика буде працювати з іншими типами клітин (наприклад, в тканинах серця або підшлункової залози) і спробувати використати контрольовану проліферацію клітин для відновлення пошкоджених тканин і терапії різних захворювань.
За матеріалами nkj.ru.
