Исследование раскрывает механизм взаимодействия клеток с внеклеточным матриксом

Клетки организма взаимодействуют не только друг с другом, но и с окружающим их внеклеточным матриксом. Новые данные подчеркивают важность этой структуры, секретируемой самими клетками, для правильного функционирования организма и развития различных заболеваний.

Исследование, опубликованное в eLife под руководством Хорди Касановы и Софии Х. Араужо из Института биомедицинских исследований (IRB Barcelona) и Института молекулярной биологии Барселоны (IBMB-CSIC), описывает механизм клеточной коммуникации, который организует внеклеточный матрикс и показывает, как эта структура влияет на клетки через систему обратной связи.

В качестве модели использовалась плодовая мушка Drosophila melanogaster. Исследование было сосредоточено на трахейной системе — трубках, аналогичных по функции человеческому дыхательному аппарату. Эта система имеет внеклеточный матрикс, выстилающий внутреннюю часть трахеи, подобно шлангу пылесоса. Ранее считалось, что этот матрикс выполняет только структурную роль, предотвращая коллапс трубки, но учёные доказали, что он также регулирует формирующие его клетки.

Это открытие даёт объяснение загадке, описанной канадским биологом У. Р. Томпсоном ещё в 1929 году, который не смог объяснить, как формируется эта структура.

"Биологический контекст этих клеток изменяет не только их поведение, но и их внутреннюю структуру", — комментирует Касанова. "Когда мы модифицируем только внеклеточный матрикс, изменяется и цитоскелет".

"Это двусторонний механизм", — говорит София Араужо. "Сначала актиновые филаменты, важный компонент цитоскелета, служат каркасом для отложения хитина матрикса. Затем сам матрикс стабилизирует цитоскелет, закрепляя актин на месте". Учёные предполагают, что белок Src42A — киназа, регулирующая структуру актинового филамента, — является одним из ключевых участников этой системы.

По мнению Касановы, исследование объясняет один из многих механизмов коммуникации между внеклеточным матриксом и клетками, который, вероятно, консервативен в эволюции.

Это взаимодействие также крайне важно при воспалительных и онкологических процессах. "Опухолевые клетки часто используют существующие механизмы, подобные описанному нами, чтобы сеять хаос. Расшифровка этих механизмов может дать нам новые инструменты для изучения болезней", — заключает Касанова.