Исследовательская группа Inserm, CNRS и MDC, возглавляемая Майклом Сивеке из Центра d’Immunologie de Marseille Luminy (CNRS, INSERM, Aix Marseille Université) и Центра молекулярной медицины г.Майва Дельбрюка, Берлин-Бух, показала неожиданную роль для гемопоэтических стволовые клетки: они не просто обеспечивают непрерывное обновление наших клеток крови; в чрезвычайных ситуациях они способны производить белые кровяные клетки «по требованию», которые помогают организму бороться с воспалением или инфекцией. Это свойство можно использовать для защиты от инфекций у пациентов, перенесших трансплантацию костного мозга, в то время как их иммунная система воссоздает себя. Подробности исследования опубликованы в Природе 10 апреля 2013 года.
Клетки в нашей крови кормят, чистят и защищают наши ткани, но их продолжительность жизни ограничена. Ожидаемая продолжительность жизни эритроцитов редко превышает три месяца, наши тромбоциты умирают через десять дней, и подавляющее большинство наших лейкоцитов выживает всего несколько дней.
Тело должно производить клетки замены своевременно. Это роль гемопоэтических стволовых клеток, чаще называемых стволовыми клетками крови. Расположенный в ядре костного мозга (мягкие ткани в центре длинных костей, таких как сундук, позвоночник, таз и плечо), каждый день они сбрасывают миллиарды новых клеток в кровоток. Для выполнения этой стратегической миссии они должны не только умножаться, но и дифференцироваться, т. Е. Производить специализированные лейкоциты, эритроциты или тромбоциты.
В течение многих лет исследователи интересовались тем, как этот процесс специализации запускается в стволовых клетках. Майкл Сивеке и его команда ранее обнаружили, что последние не участвуют случайным образом в определенном пути дифференциации, а «решают» свою судьбу под воздействием внутренних факторов и сигналов из окружающей среды.
Важная проблема остается: как стволовые клетки могут адекватно реагировать на чрезвычайные ситуации? Например, способны ли они удовлетворить спрос, производя белые кровяные клетки, такие как макрофаги, чтобы есть микробы во время заражения?
До сих пор ответ был ясен: стволовые клетки не могли декодировать такие сообщения и были довольны случайным дифференциацией. Команда Майкла Сивека продемонстрировала, что, не будучи нечувствительными к этим сигналам, стволовые клетки воспринимают их и в свою очередь производят клетки, которые наиболее подходят для опасности, с которой сталкиваются.
«Мы обнаружили, что биологическая молекула, вырабатываемая в больших количествах организмом во время инфекции или воспаления, прямо указывает на стволовые клетки, которые должны пройти», – сказал д-р Сандрин Сарразин, исследователь Inserm, соавтор публикации. «В результате этой молекулы, называемой M-CSF (Macrophage Colony-Stimulating Factor), активируется переключатель миелоидной линии (ген PU.1), и стволовые клетки быстро продуцируют клетки, которые лучше всего подходят для ситуации таких как макрофаги ».
Теперь, когда мы определили этот сигнал, в будущем может быть возможно ускорить производство этих клеток у пациентов, которым грозит опасность острой инфекции », – сказал д-р Michael Sieweke, директор по исследованиям CNRS. «Это относится к 50 000 пациентов в мире каждый год *, которые абсолютно беззащитны против инфекций сразу после трансплантации костного мозга. Благодаря M-CSF может быть возможно стимулировать производство полезных клеток, избегая при этом создавать те, которые могут непреднамеренно атаковать тело этих пациентов. Поэтому они могут защищать от инфекций, пока их иммунная система восстанавливается ».