Новый механизм движения клеток — ключ к пониманию и исправлению лицевых аномалий

Эмбриональные стволовые клетки, формирующие черты лица (клетки нервного гребня), используют неожиданный механизм для перемещения от задней части головы к передней, чтобы заселить лицо. К такому выводу пришло новое исследование под руководством UCL.

По словам учёных, эти результаты помогут понять, как формируются лицевые дефекты, приблизив науку к возможности исправления черепно-лицевых аномалий у эмбриона.

Новое исследование, опубликованное в Science, описывает новый и удивительный механизм, который, вероятно, важен и для других процессов, связанных с движением клеток, таких как инвазия рака при метастазировании или заживление ран. Это может открыть путь к разработке новых методов терапии.

"Наше открытие решает давний научный вопрос о том, как движутся клетки. Традиционное объяснение сравнивает процесс с движением поезда: впереди находится двигатель, который генерирует силу, тянущую состав. Наше удивительное открытие показывает, что двигатель, движущий клетки, находится сзади, а не спереди", — сказал ведущий автор исследования профессор Роберто Майор.

Это имеет важные последствия: любые новые терапии, основанные на изменении движения клеток для исправления лицевых аномалий, улучшения заживления ран или подавления метастазирования рака, должны нацеливаться на задние клетки, а не на передние, как это делалось традиционно.

"В утробе клеткам нервного гребня необходимо мигрировать от задней части головы к передней, чтобы сформировать лицо. Впервые мы определили, как происходит эта миграция, и она похожа на то, как вы выдавливаете зубную пасту с задней части тюбика, чтобы переместить содержимое вперёд", — пояснил профессор Майор.

Открытие важно для понимания причин лицевых дефектов, таких как волчья пасть и паралич лицевого нерва. На них приходится треть всех врождённых пороков в мире (3,2 миллиона случаев ежегодно), и они являются основной причиной младенческой смертности.

В исследовании учёные изучали эмбрионы лягушек и рыб, потому что их клетки нервного гребня ведут себя аналогично человеческим, а их движение часто используется для изучения распространения рака. Кроме того, развитие эмбрионов этих животных можно изучать, не причиняя им вреда.

Команда использовала свет для контроля поведения кластера клеток нервного гребня с помощью техники оптогенетики. Обнаружив белковый "кабель", окружающий кластер и сокращающийся для его движения, они выяснили, что при освещении лазерным лучом клеток нервного гребня в задней части эмбриона те сокращались и вызывали движение в сторону лица.

"Прояснив, как развивается лицо, мы можем начать исследовать, как этот процесс может происходить не полностью или иначе, вызывая лицевые дефекты, и, надеюсь, определить способы предотвращения таких вредных аномалий", — сказал соавтор статьи, аспирант Адам Шеллард.