Поиск источника регенеративных способностей планарий

С помощью анализа тысяч отдельных клеток учёные нашли новый способ выделить стволовые клетки, лежащие в основе регенерации плоских червей.

Планарии, которых изучает Алехандро Санчес Альварадо, могут регенерировать всё тело — включая голову — даже из фрагмента хвоста.

В июне команда Санчес Альварадо сообщила об обнаружении и очистке типа клеток, который, по-видимому, является основой этой способности. Исследователи обнаружили, что трансплантация всего одной такой стволовой клетки помогла червям восстановиться после смертельной дозы радиации. Работа опубликована в журнале Cell.

Изоляция и изучение источника регенеративных способностей планарий потенциально может помочь учёным "зарядить" человеческие клетки, что позволит нашему телу лучше восстанавливать повреждённые или стареющие клетки и даже устранять повреждения, вызванные дегенеративными заболеваниями.

Загадочный червь

Простые на вид тела планарий скрывают загадочные способности. Их нервная система довольно сложна и содержит все когда-либо описанные типы нейронов.

Если разрезать планарию на десятки фрагментов, каждый из них регенерирует в целое животное.

В конце 1800-х годов учёные проследили источник этого регенеративного потенциала до скоплений необластов — плюрипотентных стволовых клеток, которые могут превращаться в любой тип клеток тела. Необласты невероятно многочисленны, но не все одинаковы. Поиск ключевых клеток — это "как поиск иголки в горе иголок".

Поиск и выделение

Команда начала с идентификации клеток, производящих высокие уровни белка и РНК PIWI-1 — молекул, известных своей продукцией необластами. Затем они генетически проанализировали более 7000 этих клеток и сравнили, какие гены были активны.

Исследователи использовали эту информацию для идентификации групп схоже ведущих себя клеток. Одна группа, получившая прозвище "NB2", выделялась и оказалась нехарактеризованным типом необластов. Учёные выдвинули гипотезу, что группа клеток NB2 может содержать плюрипотентные необласты.

Используя своего рода молекулярный "крючок", исследователи выловили клетки NB2 из пулов других необластов и трансплантировали их живым планариям, облучённым радиацией. Радиация убивает необласты, необходимые червям для обновления старых и умирающих клеток. Без необластов планарии обычно умирают в течение нескольких недель.

Но когда команда ввела всего одну клетку NB2 в облучённых червей, они выжили. Примерно четверть протестированных клеток NB2 смогли спасти червей от воздействия радиации. Это примерно 30-кратное увеличение эффективности спасения по сравнению с предыдущими попытками.

Значение открытия

Результаты предполагают, что эти стволовые клетки являются ключевым игроком в регенерации. Работа предлагает новый и эффективный способ выделения этих мощных стволовых клеток для дальнейшего изучения, что поможет понять, как стволовые клетки управляют регенерацией у этих животных.

Теперь Санчес Альварадо хочет выяснить, что именно заставляет эти клетки "тикать". Он также хотел бы использовать генетические методы, чтобы "подсветить" клетки внутри живых червей и наблюдать за их работой в реальном времени.