Печень является одним из немногих органов нашего тела, которые могут самовосстанавливаться, но как это происходит, это биологическая тайна. Новые исследования БРИК, Копенгагенского университета и лаборатории Финсен, Ригшоспиталет, определили белковый комплекс, который действует как молекулярный переключатель, включающий программу самовосстановления в печени. Кроме того, белковый комплекс прекрасно настраивает метаболизм печени, позволяя ему эффективно работать параллельно с восстановлением повреждений тканей. Новые знания бросают вызов нынешней направленности на стволовые клетки и могут указывать на будущее упрощение процедур, используемых для восстановления повреждения тканей.
«Наши новые данные бросают вызов преобладающей« мании стволовых клеток », поскольку результаты показывают важные молекулярные механизмы, которые позволяют обычным клеткам печени разделить и восстановить повреждение тканей. Это может указывать на способы использования обычных клеток печени в терапевтических целях, поскольку эти клетки могут быть более легкими в использовании, чем стволовые клетки », – говорит руководитель клиники и профессор Бо Порсе, который провел исследование.
Травма печени может активировать выбранные гены, что позволяет делить клетки печени. Иллюстрация Янус Якобсен
Комплекс белков включает самообновляющиеся гены
Когда специализированные клеточные типы нашего тела формируются из стволовых клеток во время развития, они обычно теряют способность делить и создавать новые клетки. Таким образом, обновление ткани – это работа для стволовых клеток, присутствующих в нашем организме. Одним из исключений являются специализированные клетки печени, называемые гепатоцитами. Они отвечают за метаболические функции печени, но могут одновременно производить новые клетки печени. Как это возможно, это немного загадка.
«Наши результаты показывают, как белковый комплекс изменяется при повреждении печени, что делает его функционирующим как« переключатель », включающий программу самообновления в гепатоцитах. Белковый комплекс буквально включает выбранные гены, которые позволяют делить гепатоциты, сохраняя при этом свои метаболические функции », – говорит postdoc Янус Шоу Якобсен, который провел экспериментальную часть исследования.
Необычайная способность клеток печени делиться почти на неопределенный срок напоминает способность стволовых клеток к самообновлению, и это открытие бросает вызов текущему фокусу на стволовые клетки и терапию стволовыми клетками.
Программы самообновления в нестероидных клетках
Новые результаты исследовательской группы Бо Порса согласуются с новыми исследованиями самообновления в группе лейкоцитов, называемых макрофагами.
«Мы видим явное совпадение молекулярных механизмов, контролирующих самообновление гепатоцитов и макрофагов, и это может указывать на существование более общей программы самообновления, используемой специализированными типами клеток. Если это так, это действительно может изменить нынешнее восприятие того, что только стволовые клетки отвечают за обновление наших тканей », – говорит Янус Шоу Якобсен.
В исследовании рассматриваются основные исследовательские вопросы, но если можно показать, что можно включать и отключать определенные наборы генов, что приводит к делению многих типов специализированных клеток, это может иметь большое влияние на будущие регенеративные методы лечения. Скорее всего, проще создать специализированную клеточную копию, чем извлечь очень скудные стволовые клетки и точно перепрограммировать их на специализированный тип клеток.
Самообновление и развитие рака
Исследование, проведенное в лаборатории Бо Порса, фокусируется как на обновлении тканей, так и на том, как ошибки в механизмах генетического контроля могут вызвать рак.
«В настоящее время так называемые раковые стволовые клетки получают много внимания – это одиночные раковые клетки, которые трудно убить. Они взяли на себя программы стволовых клеток, которые позволяют им делить неконтролируемые и реформировать всю опухоль. Вполне вероятно, что раковые клетки могут также захватить программы самообновления, которые мы идентифицировали в клетках печени. Таким образом, расширенные знания по этим программам самообновления могут привести к новому пониманию биологии онкологических заболеваний и открыть новые стратегии лечения », – говорит Бо Порсе.
Следующим шагом для исследователей является углубление молекулярного понимания того, как системы самообновления могут включаться и выключаться в специализированных типах клеток.