Учёные открыли новый механизм генерации хрящевых клеток

Повреждения хрящей в суставах (колени, плечи, бёдра) крайне болезненны и приводят к потере трудоспособности. Дегенеративные заболевания хрящей, такие как артрит и дисфункция височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС), поражают 350 миллионов человек в мире и обходятся системе здравоохранения США более чем в $303 миллиарда ежегодно.

Исследование под руководством учёных из Института Форсайта предлагает новые стратегии создания хрящевых клеток с огромным потенциалом для регенеративной медицины. В работе "GATA3 опосредует неклассическую передачу сигналов β-катенина в определении судьбы скелетных клеток и эктопическом хондрогенезе" описаны два ключевых открытия, включая новое понимание функций многофункционального белка β-катенина.

Новый взгляд на роль β-катенина

Ранее считалось, что путь передачи сигналов Wnt (через β-катенин) определяет, станет ли клетка костной или хрящевой. Однако β-катенин также действует как молекула клеточной адгезии. Команда обнаружила, что при частичном нарушении сигнальной функции β-катенина клетки не могли формировать ни кость, ни хрящ. Учёные пришли к выводу, что сигналинг Wnt определяет формирование кости, но недостаточен для генерации хряща.

Ключевое открытие: фактор GATA3

Второе крупное открытие — идентификация GATA3 как альтернативного механизма действия β-катенина, ответственного за переключение судьбы скелетных клеток. GATA3 — регулятор одиночного гена, который включает хрящеспецифичную экспрессию генов.

"По сути, GATA3 связывается с геномными последовательностями, необходимыми для репрограммирования. GATA3 меняет правила игры, потому что с его помощью мы можем потенциально превратить любую соматическую клетку в хрящеобразующую — подобно тому, как используют четыре фактора стволовых клеток для создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC)", — пояснил старший автор работы, доктор Вэй Сю.

Значение для медицины

Возможность контролировать судьбу клетки таким образом открывает путь к направленному превращению клетки в кость, хрящ или жир. Это имеет огромное значение для создания новых методов лечения для каждого четвёртого человека, живущего с повреждениями или дегенерацией хряща. В настоящее время не существует терапии, способной регенерировать хрящ, а существующие методы не улучшают функцию сустава.

Это исследование открывает новые направления для научного поиска и представляет собой прорыв в исследованиях регенерации тканей с перспективой существенного облегчения для тысяч пациентов.