Зрелые клетки умеют «молодеть»: открытие, которое меняет представления о регенерации организма

Исследование показало, что даже старые специализированные клетки способны вернуться в состояние, напоминающее стволовые.

Долгое время считалось, что потерянные стволовые клетки заменить почти невозможно

Стволовые клетки — это своеобразный «резерв» тканей. Именно они постоянно производят новые клетки, поддерживая работу органов и помогая восстанавливаться после повреждений.

Если этот резерв истощается, ткани начинают хуже восстанавливаться. Поэтому многие современные методы регенеративной медицины основаны на трансплантации стволовых клеток или выращивании их в лаборатории.

Однако оставался вопрос: действительно ли организм полностью теряет возможность самостоятельно восстановить запас таких клеток? Именно это решили проверить исследователи.

Что именно изучали ученые

Работа была посвящена роговице глаза — прозрачной ткани, через которую проходит свет.

По краю роговицы находится небольшая зона, содержащая лимбальные стволовые клетки. Именно они постоянно обновляют поверхность глаза и обеспечивают её восстановление после повреждений.

Исследователи искусственно удаляли эти стволовые клетки у мышей, но при этом сохраняли окружающую микросреду — так называемую «нишу» стволовых клеток. Затем они наблюдали, сможет ли организм восстановить утраченную популяцию самостоятельно.

Самый неожиданный результат: зрелые клетки начали двигаться назад

Оказалось, что обычные клетки роговицы не просто закрывали повреждение.

Они постепенно теряли признаки зрелых специализированных клеток и приобретали свойства, очень похожие на настоящие стволовые клетки.

Причём это происводило не только с относительно молодыми клетками, но и с клетками, которые уже несколько месяцев находились в полностью дифференцированном состоянии — по меркам тканей мыши это весьма «пожилые» клетки. Именно это делает работу необычной.

Вот где происходит главный момент осознания

Важно понимать: клетки не становились «эмбриональными». Они не превращались в универсальные клетки, способные образовывать любые ткани организма. Происходило гораздо более аккуратное явление.

Проще говоря, такое частичное возвращение назад намного безопаснее с точки зрения биологии, чем полное перепрограммирование клеток.

Исследователи проверили, действительно ли это новые стволовые клетки

Сам факт появления похожих генов ещё не означает, что клетка стала полноценной стволовой. Поэтому авторы провели несколько дополнительных проверок.

Они использовали генетическое мечение клеток, трансплантацию тканей, длительное наблюдение и секвенирование РНК отдельных клеток.

Через 40 дней профиль активности генов у перепрограммированных клеток почти полностью совпадал с естественными стволовыми клетками роговицы, а сами клетки в течение многих месяцев поддерживали нормальное обновление ткани и эффективно восстанавливали её после повторных повреждений. Это означает, что речь идёт не о кратковременном эффекте, а о полноценном восстановлении функции.

Кто запускает обратное превращение клеток

Ещё один важный вывод исследования связан с иммунной системой. Учёные обнаружили, что ключевую роль играют макрофаги — иммунные клетки, которые обычно известны своей способностью уничтожать поврежденные клетки и микроорганизмы.

После травмы они начинают выделять сигнальные молекулы. Именно эти сигналы становятся командой для перепрограммирования зрелых клеток.

Особенно важными оказались молекулы IGF-1 и CCL2. Когда исследователи подавляли работу макрофагов или блокировали эти сигналы, восстановление стволовых клеток резко ухудшалось. А добавление IGF-1 и CCL2 частично возвращало способность ткани к регенерации.

Почему это может оказаться важнее самого открытия

Последние годы многие исследования регенеративной медицины сосредоточены на выращивании клеток вне организма. Эта работа предлагает другой взгляд.

Возможно, иногда организм уже обладает всем необходимым для восстановления. Проблема не в отсутствии стволовых клеток как таковых, а в том, что естественные механизмы их повторного образования недостаточно активируются.

Если удастся научиться безопасно включать эти внутренние программы, необходимость в трансплантации клеток может уменьшиться для некоторых заболеваний. Пока это лишь научная перспектива, но именно она вызывает наибольший интерес.

Почему нельзя говорить о «революции» уже сегодня

Несмотря на впечатляющие результаты, исследование имеет серьёзные ограничения. Во-первых, все основные эксперименты проводились на мышах. Во-вторых, изучалась только роговица глаза — ткань с очень высокой способностью к восстановлению.

В-третьих, авторы сами подчёркивают, что пока неизвестно, обладают ли аналогичной пластичностью клетки других органов человека и можно ли безопасно использовать этот механизм в клинической практике.

Поэтому говорить о скором лечении возрастных заболеваний или восстановлении любых органов пока преждевременно.

Что будет следующим шагом

Теперь исследователям предстоит ответить на несколько принципиальных вопросов:

• Работает ли такой механизм у человека.
• Можно ли запускать его без повреждения ткани.
• Возможно ли использовать его в других органах.
• Не повышает ли искусственная активация такого перепрограммирования риск опухолевого роста.

Именно ответы на эти вопросы определят, станет ли открытие фундаментальной биологической особенностью или основой для будущих методов лечения.