Эпителиальные клетки демонстрируют новый механизм для снижения скученности тканей без потери клеток

Учёные Northwestern Medicine обнаружили ранее неизвестный процесс, который используют эпителиальные клетки для облегчения скученности в эпителиальной ткани и предотвращения повреждения и потери клеток. Исследование опубликовано в Nature Communications.

"Это новый механизм решения проблемы скученности тканей, который не предполагает потери клеток — процесса деструктивного и затратного для ткани", — сказал Брайан Митчелл, доктор философии, старший автор исследования.

Эпителиальная ткань покрывает все внешние и внутренние поверхности тела и выстилает все органы. Она служит защитным барьером и выдерживает различные стрессы и перестройку.

Скученность эпителиальной ткани (накопление слишком большого количества клеток) может приводить к экструзии клеток — необратимому процессу, при котором ткань избавляется от клеток для поддержания баланса.

Ранее лаборатория Митчелла обнаружила, что при экструзии клеток участвуют неизвестные кольцевидные структуры, содержащие белок актин. В новом исследовании на эмбрионах лягушек учёные выяснили, что эти структуры играют ключевую роль в макропиноцитозе.

Макропиноцитоз — процесс, при котором клетка поглощает окружающие питательные вещества для выживания. Ранее он наблюдался в раковых клетках, которым для быстрого роста нужны дополнительные ресурсы.

Команда обнаружила, что в эпителиальных клетках макропиноцитоз происходит на апикальной поверхности (внешней стороне клетки), что приводит к её уменьшению.

"Макропиноцитоз сокращал апикальную поверхность, используя мембрану для поглощения внеклеточного материала. Мы предположили, что этот процесс, как и экструзия клеток, регулируется механосенсорной активацией, вызванной скученностью ткани", — пояснил Митчелл.

Фармакологическое ингибирование макропиноцитоза увеличивало экструзию клеток. Это указывает на новую роль макропиноцитоза как менее деструктивного механизма регуляции скученности и ремоделирования ткани.

"Когда ткань становится скученной, эти события происходят периодически, чтобы избежать процесса экструзии. Оба процесса решают проблему, но экструзия клеток более затратна и необратима", — отметил Митчелл.

В будущих исследованиях команда планирует изучить молекулярные механизмы регуляции макропиноцитоза и исследовать этот процесс на различных органоидных моделях.