Феномен компенсаторной пролиферации — взрывного восстановления тканей после серьезных повреждений — был описан еще в 1970-х годах, но его молекулярные основы оставались неясными.
Чтобы изучить этот процесс, израильские ученые из Института Вейцмана повторили классический эксперимент, подвергнув личинок плодовых мух ионизирующему излучению. Используя современные генетические технологии, ученые смогли отследить судьбу отдельных клеток в реальном времени.
В ходе исследования была обнаружена уникальная популяция клеток, названная DARE. Эти клетки активировали инициаторную каспазу — «спусковой крючок» апоптоза (программируемой клеточной гибели), но не погибали.
Более того, они начинали активно размножаться и в течение 48 часов восстанавливали почти половину поврежденной ткани. Выживание DARE-клеток оказалось возможным благодаря особому моторному белку, который, как выяснилось, «привязывает» каспазу к клеточной мембране, не давая ей запустить полномасштабный процесс самоуничтожения. Интересно, что чрезмерная активность этого же белка ранее была связана с ростом злокачественных опухолей.
Регенерация оказалась результатом сложного взаимодействия. Помимо DARE-клеток, в восстановлении участвуют NARE-клетки, которые изначально не активируют каспазу.
Ученые установили, что DARE-клетки стимулируют рост соседних NARE-клеток, выделяя особые сигналы. В свою очередь, NARE-клетки посылают ответные сигналы, подавляя рост DARE-клеток. Этот отрицательный цикл обратной связи предотвращает неконтролируемое разрастание, обеспечивая точный баланс между восстановлением и избыточным ростом.
Открытие, опубликованное в научном журнале Nature Communications, имеет важнейшее значение для онкологии. Исследователи показали, что потомки выживших после облучения DARE-клеток становятся в семь раз более устойчивыми к гибели при повторном воздействии. Этот механизм может объяснять, почему рецидивирующие опухоли часто оказываются гораздо более устойчивыми к лучевой и химиотерапии.
Полученные данные могут объяснить, почему некоторые опухоли после лечения возвращаются в более агрессивной и устойчивой форме, и открыть путь к новым терапевтическим подходам.
Ранее Наука Mail рассказывала о создании медицинского геля, вдвое ускорившего заживление глубоких ран.
