Учёные обнаружили механизм, который помогает сильно повреждённым тканям восстанавливаться, но одновременно может объяснять возвращение некоторых опухолей после лечения. Исследование провела группа Института Вейцмана, а его результаты опубликованы в журнале Nature Communications. Работа посвящена компенсаторной пролиферации — усиленному размножению клеток, благодаря которому ткани восполняют утраты.
Способность к такому восстановлению известна около 50 лет. Впервые её заметили в 1970-х годах во время экспериментов с личинками мух, которых подвергали сильному радиационному облучению. Несмотря на серьёзное повреждение эпителиальных тканей, личинки полностью восстанавливали крылья, а позднее похожие реакции обнаружили у разных видов, включая человека.
Исследователи сосредоточились на каспазах — ферментах, которые обычно связывают с апоптозом, то есть запрограммированной гибелью клеток. Команда доктора Цлиль Браун из лаборатории профессора Эли Арамы изучала личинок плодовых мушек с помощью современных генетических методов. Учёные обнаружили клетки DARE: в них запускался начальный этап клеточной гибели, однако процесс останавливался, после чего клетки выживали, размножались и за 48 часов восстанавливали почти половину повреждённой ткани.
«Мы поставили перед собой задачу найти клетки, которые нажимают кнопку самоуничтожения, но всё же выживают», — объяснила Браун. Позднее была выявлена и другая группа — клетки NARE, в которых инициирующая каспаза не активировалась. Они тоже участвовали в регенерации, однако без DARE-клеток восстановление полностью прекращалось, а сигналом к их активности служили вещества от соседних погибающих клеток.
Механизм выживания DARE-клеток связан с молекулярным мотором, который удерживает инициирующую каспазу у клеточной мембраны и не даёт активироваться ферментам, завершающим уничтожение клетки. Когда этот белок отключали, DARE-клетки погибали, а восстановление тканей ухудшалось. При этом усиленная активность того же белка ранее связывалась с ростом раковых опухолей, поскольку могла помогать им избегать апоптоза.
Потомки DARE-клеток после повторного облучения оказались в семь раз устойчивее к гибели, чем клетки исходной ткани. По словам Арамы, при втором воздействии радиации в первые часы погибала примерно половина числа клеток по сравнению с первым облучением, причём большинство погибших составляли NARE-клетки. DARE- и NARE-клетки также поддерживали друг друга через сигналы роста: первые стимулировали размножение вторых, а вторые ограничивали рост первых, формируя отрицательную обратную связь. Эксперименты проводились на плодовых мушках, поэтому учёным ещё предстоит выяснить, насколько точно этот механизм действует у людей, однако результаты могут помочь улучшить восстановление здоровых тканей и понять, почему некоторые опухоли возвращаются после радиотерапии. ScienceDaily сообщает, что в работе также участвовали специалисты Института Вейцмана, медицинской школы UMass Chan, Центра молекулярной биологии Severo Ochoa и других научных подразделений.