Исследование развития мух проливает свет на формирование кровеносных сосудов

Учёные из IRB Barcelona, работающие с мухами, показали, что концентрация некоторых мелких внутриклеточных органелл определяет способность клеток трахеи к ветвлению.

Клетки трахеи аналогичны клеткам, формирующим кровеносные сосуды в организме человека. Ингибирование или стимуляция образования новых сосудов имеет значение для онкологии и регенерации тканей.

В исследовании, опубликованном в Current Biology, команда Софии Дж. Араужо из Института биомедицинских исследований (IRB Barcelona) обнаружила, что количество центросом — мелких внутриклеточных структур — в клетках определяет их окончательную форму и функцию.

Эффекты вариаций в числе центросом обычно изучают в делящихся клетках из-за ключевой роли этих органелл в процессе деления и их связи с онкологией при наличии дефектов. Группа Араужо, работающая в лаборатории развития и морфогенеза дрозофилы Жорди Казановы, изучила влияние вариаций числа центросом на уже поделившиеся и дифференцированные клетки. Они доказали, что центросомы также являются определяющими органеллами в клетках, вышедших из цикла деления.

Чем больше центросом, тем сильнее ветвление трахеи

Учёные исследовали центросомы в трахейных клетках мухи Drosophila melanogaster. Они показали, что клетки, содержащие более двух центросом, образуют больше ветвей (отдельная клетка похожа на небольшое дерево с множеством ветвей). Клетки с двумя центросомами (обычное число) формируют стандартные ветви, а клетки без центросом практически не ветвятся.

Это открытие указывает, что вариации в числе центросом влияют на морфологию трахейных клеток. Кроме того, исследование описывает связь числа центросом с ранними стадиями развития этих структур в дыхательной системе мухи. «Нашей работой мы смогли изменить способность этих клеток к ветвлению в зависимости от числа вводимых центросом. Это открытие может иметь биомедицинские последствия», — говорит Араужо.

Биомедицинское значение

Трахейные клетки являются гомологичными структурами клеткам, формирующим тонкие кровеносные сосуды в организме человека. Образование новых сосудов (из уже существующих — ангиогенез — или заново — неоваскуляризация) имеет два следствия для здоровья человека. С одной стороны, медицинская практика ищет способы ингибировать патологический ангиогенез, например, при раке, когда опухолевые клетки стимулируют рост сосудов для доступа к кислороду и питательным веществам, обеспечивая своё выживание. С другой стороны, может быть полезно стимулировать образование новых сосудов, например, для заживления ран или в регенеративных процессах.

Помимо хорошо изученных эффектов центросом на деление клеток, работа Араужо предоставляет новую информацию о функции этих органелл и их возможном вкладе в заболевания в дифференцированных клетках.