Обнаружены «клетки-миксеры», способные улучшить заживление

Исследователи из CNRS и Университета Ниццы идентифицировали в эмбриогенезе Drosophila клетки, которые неожиданно меняют свою идентичность. Изучив эти «клетки-миксеры» на модели заживления, учёные показали, что они помогают расслабить тканевое натяжение, обеспечивая идеальное встраивание эпидермиса.

Результаты, опубликованные 8 июня в PloS Biology, раскрывают, как ткани адаптируются на стадии интеркаляции во время эмбрионального развития. Это может открыть новый путь для исследований в регенеративной медицине.

Учёные проводили исследование на эмбрионах Drosophila во время «дорсального замыкания» — ключевой стадии морфогенеза, когда два эпидермиса смыкаются. Эта тканевая интеркаляция аналогична заживлению раны и служит хорошей моделью для его изучения.

Наблюдая за живыми эмбрионами, исследователи обнаружили тип клеток, нарушающий два фундаментальных правила: клетки сохраняют свою специализацию после дифференцировки и не смешиваются с клетками из других компартментов. «Клетки-миксеры» способны менять как идентичность, так и компартмент в нормальных условиях эмбрионального развития (без каких-либо повреждений).

Такая пластичность клеток (смена идентичности) была известна ранее в патологических условиях (регенерация после раны или болезни), где для передифференцировки обычно требуется одно или несколько клеточных делений. В данном случае пластичность происходила без деления.

Было показано, что этот процесс контролируется специфическими генами, которые также участвуют в регенерации тканей у взрослых особей Drosophila — это гены сигнального пути JNK, существующего и у позвоночных. Этот генетически контролируемый механизм клеточной пластичности представляет собой уникальный тип клеточного поведения, ранее не наблюдавшийся в эмбриональном развитии.

После дифференцировки клетки-миксеры перемещались из одного компартмента в другой, несмотря на репутацию их границ как непроницаемых. При этом тканевое натяжение уменьшалось по мере увеличения числа мигрировавших клеток. Учёные обнаружили, что механизм пластичности клеток-миксеров вызывает интеркаляционные движения соседних клеток, наделяя ткани способностью адаптироваться к изменениям натяжения во время морфогенеза.

Для этого создавалась зона «релаксационного компартмента», позволяющая тканям (в данном случае эпидермису) расслабить натяжение во время интеркаляции. Благодаря этому интеркаляция тканей при дорсальном замыкании у эмбриона Drosophila (явление, сходное с заживлением эпидермиса) происходила идеально, без видимого рубца.

Эта работа продемонстрировала новый механизм клеточной пластичности во время морфогенеза. Учитывая сходство между изученным явлением тканевой интеркаляции и заживлением кожи, результаты могут дать новый путь для изучения клеточных механизмов, вовлечённых в процесс заживления.