Независимые стволовые клетки плоских червей открывают путь к новым методам регенерации
Уникальная способность к регенерации у маленького червя может открыть новые пути для восстановления человеческих тканей. Для большинства живых существ обезглавливание смертельно, но только не для плоского червя планарии. Если отсечь ему голову, он просто отрастит её заново. Отделённая голова, в свою очередь, способна восстановить целое тело всего за несколько дней. Фактически, практически любой фрагмент этого червя может регенерировать в полноценный организм.
Эта удивительная сила обусловлена работой стволовых клеток, и новое исследование биологии планарий показывает, что нам ещё многое предстоит узнать о том, как эти самовосстанавливающиеся недифференцированные клетки работают над восстановлением частей тела. Пресноводная планария Schmidtea mediterranea обладает взрослыми плюрипотентными стволовыми клетками, распределёнными по всему её телу. Эти клетки имеют потенциал для превращения в любой другой тип клеток, и планарии особенно преуспели в их накоплении.
В то время как у человека стволовые клетки составляют менее одного процента от общего количества клеток организма, у планарии на их долю приходится около пятнадцати процентов. При получении травмы резерв стволовых клеток планарии быстро размножается и может даже перемещаться туда, где они необходимы. У большинства других животных стволовые клетки хранятся в особых местах организма, называемых нишами, где их будущее практически предопределено окружающими клетками.
Однако стволовые клетки планарии, по-видимому, довольно безразличны к своим соседним клеткам. Исследователи заметили, что они часто окружены очень крупными клетками с множеством «рук», которые команда назвала «гекотонобластами» в честь сторукого монстра из греческой мифологии. Тем не менее, тщательный анализ транскриптома планарий, как здоровых, так и восстанавливающихся после травмы, показал, что гекотонобласты не играют роли в определении судьбы стволовых клеток. Это противоречит типичной связи «стволовая клетка — ниша».
Вместо этого судьба и функция стволовых клеток, по-видимому, теснее связаны с кишечными клетками. У них не было прямого контакта со стволовыми клетками, и всё же эксперименты показали, что они необходимы для регулирования положения и функции стволовых клеток во время регенерации. Учёные показали, что наличие типичной ниши, возможно, не является обязательным условием для работы стволовых клеток. Некоторые стволовые клетки, подобные клеткам планарии, нашли способ быть независимыми и могут превращаться в любой тип клеток без необходимости в близлежащей нише.
Существует веская причина, по которой наши собственные стволовые клетки находятся под строгим контролем: у многих животных, включая человека, клетки, растущие бесконтрольно, чаще известны как раковые опухоли. Исследователи надеются раскрыть фундаментальные правила, которые направляют стволовые клетки к превращению в определённые ткани, а не к выходу из-под контроля, поскольку большинство опухолей у человека начинается, когда стволовые клетки перестают следовать этим правилам. Чем больше мы понимаем, как соседние клетки и общие сигналы в организме работают вместе, чтобы усилить способность и мощь наших стволовых клеток, тем лучше мы сможем создавать способы улучшения естественного заживления тела. Эти знания могут помочь в разработке новых методов лечения и регенеративной терапии для людей в будущем.
Исследование было опубликовано в журнале .