Зрелые клетки возвращаются в состояние стволовых для усиления регенерации тканей в кишечнике мышей

Исследователи из Гарвардского института стволовых клеток, Института рака Дана-Фарбер и Гарвардской медицинской школы обнаружили ранее неизвестный механизм, играющий важную роль в регенерации внутренней оболочки кишечника. Их результаты дают новое понимание того, как эта ткань, ежедневно претерпевающая изменения, поддерживает себя.

Кишечник — самый высоко регенерирующий орган в теле человека, его оболочка (эпителий) обновляется каждые пять-семь дней. Постоянное обновление клеток позволяет эпителию выдерживать постоянный износ при переваривании пищи, всасывании питательных веществ и выведении отходов.

В исследовании, опубликованном в Cell Stem Cell, учёные обнаружили, что в кишечных криптах мышей (углублениях у основания ворсинок кишечника) именно зрелые клетки, а не другие стволовые клетки, ответственны за восстановление популяции стволовых клеток.

В течение последних 10 лет учёные полагали, что способность кишечного эпителия к регенерации зависит от наличия второй популяции стволовых клеток, остававшихся в спящем состоянии до востребования. Однако новое исследование показывает, что при истощении рабочей популяции стволовых клеток некоторые типы зрелых клеток трансформируются в стволовые, проходя процесс дедифференцировки.

Для того чтобы дедифференцировка произошла, клетке необходимо изменить способ упаковки своей ДНК в хроматин внутри ядра. Это меняет активность генов, что обычно считается маловероятным.

После истощения исходной популяции стволовых клеток в кишечных криптах мышей исследователи проанализировали молекулярные маркеры и уникальные сигнатуры хроматина для каждого типа клеток. Они обнаружили, что по мере появления новых стволовых клеток изменялись две разные популяции клеток, что указывало на их дедифференцировку. Все данные свидетельствуют, что аналогичный механизм, вероятно, существует и у человека.

Это исследование проливает свет на фундаментальные процессы, происходящие в глубине наших тканей и позволяющие организму справляться с повреждениями. Оно может заложить основу для поиска терапевтических мишеней в будущем. Однако пока рано понимать, как эти знания могут привести к лечению конкретных заболеваний.

По словам учёных, остаётся неясным, как зрелые клетки в кишечнике «узнают» об отсутствии стволовых клеток. Тем не менее, исследование показало, что хроматиновые барьеры легко обратимы, а клетки, проходящие дедифференцировку, могут быть захвачены и изучены, что является важным началом.