Неожиданная замена: потерянные стволовые клетки восполняются нестволовыми клетками у мух

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса обнаружили неожиданное явление в органах, производящих сперму у плодовых мушек: когда определённый тип стволовых клеток уничтожается экспериментально, другая группа нестволовых клеток может «выйти из отставки», чтобы заменить их.

Открытие проливает свет на крошечные «микроокружения» (ниши), которые стволовые клетки занимают в организме животных, и может помочь объяснить, как стволовые клетки в опухолях восполняют себя. Подобное повреждение, воспроизведённое в лаборатории, происходит естественным образом после воздействия радиации и, возможно, после приёма токсичных химических веществ, таких как используемые в химиотерапии.

Группа под руководством Эрики Матунис, доктора философии, профессора клеточной биологии, изучает эти ниши в семенниках плодовых мух — органах, производящих сперму. В нише находятся три типа клеток:

• Герминативные стволовые клетки — производят сперматозоиды.
• Соматические цистные стволовые клетки — создают клетки, помогающие сперматогенным клеткам.
• Клетки хаба — производят сигналы, поддерживающие активность двух других типов клеток.

Клетки хаба не являются стволовыми; они считались терминально дифференцированными — неспособными к дальнейшему делению или изменению функции.

В попытке выяснить, что происходит при уничтожении соматических цистных стволовых клеток, исследователи разработали метод их полного удаления. Ожидалось, что ткань опустеет. Так и произошло в 35% семенников. Но в остальных случаях соматические стволовые клетки восстановились.

Ответ оказался неожиданным: источником новых соматических стволовых клеток стали клетки хаба. После уничтожения соматических стволовых клеток клетки хаба активировали свой аппарат деления. Эксперименты с генетической маркировкой подтвердили, что метка из клеток хаба появляется в новообразованных соматических стволовых клетках.

Новые стволовые клетки, созданные клетками хаба, не идентичны исходным. Иногда они производили молекулы, характерные только для клеток хаба. Исследователи обнаружили, что повреждённые и восстановленные семенники формировали новые ниши. Вместо одного кармана со стволовыми клетками могло появиться два или три.

Исследование может быть полезно для понимания рака, поскольку многие опухоли содержат раковые стволовые клетки (опухолеинициирующие клетки), которые делятся, поддерживая рост опухоли. Понимание того, как ниши в опухоли поддерживают рост и деление стволовых клеток, может в будущем предложить новые мишени для контроля этого роста.