Польза «зомби»-клеток: Сенесцентные клетки помогают регенерации у саламандр

Сенесцентные клетки, часто называемые «зомби»-клетками, обычно связывают со старением и болезнями. Однако новое исследование из Центра регенеративных терапий Дрездена (CRTD) при Техническом университете Дрездена добавляет доказательств тому, что не все сенесцентные клетки вредны.

Исследование под руководством доктора Максимины Юн показывает, что эти клетки могут играть полезную роль в регенерации. Её команда обнаружила, что сенесцентные клетки усиливают формирование мышц в регенерирующих конечностях саламандр. Результаты раскрывают новую роль сенесцентных клеток и расширяют понимание ранних этапов процесса регенерации. Исследование опубликовано в журнале Aging Cell.

Сенесцентные клетки — это клетки, которые навсегда прекратили деление в ответ на клеточный стресс, но не погибли. С возрастом организмов количество таких клеток в теле увеличивается. Это накопление считается одной из характеристик старения и связывается с различными заболеваниями, включая рак. Однако истинная природа этих клеток может быть более сложной и зависеть от контекста.

Сенесцентные клетки способствуют регенерации

Исследователи из группы Юн изучают саламандр. Эти животные обладают уникальной способностью к регенерации и могут заново отращивать многие органы, включая утраченные конечности.

Чтобы проверить, влияет ли присутствие сенесцентных клеток на процесс регенерации конечности, учёные нашли способ модулировать их количество в ране. Команда наблюдала, что присутствие сенесцентных клеток усиливало процесс регенерации.

«Когда в ране присутствовало больше сенесцентных клеток, у животных формировалась более крупная регенерационная почка, или — как мы её называем — бластема. Это скопление клеток, которым предстоит сформировать все необходимые ткани новой конечности. Чем крупнее бластема, тем больше клеток доступно для отращивания конечности и тем быстрее идёт процесс регенерации. Присутствие сенесцентных клеток, казалось, "подпитывало" процесс регенерации», — говорит доктор Юн.

Сигналинг «зомби»-клеток способствует появлению новых мышечных клеток

При более детальном изучении бластемы с влиянием сенесцентных клеток и без него команда Юн обнаружила новый механизм, усиливающий регенерацию: присутствие сенесцентных клеток увеличивало количество регенерирующих мышечных клеток. Они показали, что сенесцентные клетки секретируют факторы, которые стимулируют близлежащую мышечную ткань сделать шаг назад в развитии и производить новую мышцу.

«Наши результаты показывают, что сенесцентные клетки используют межклеточную коммуникацию, чтобы влиять на процесс регенерации. Они секретируют молекулы, которые сигнализируют зрелым мышечным волокнам о необходимости дедифференцироваться в клетки-предшественники мышц. Эти клетки могут как размножаться, так и дифференцироваться в новые мышечные клетки, тем самым усиливая процесс регенерации. Эта сигнализация, по-видимому, является важной частью стимулирования регенерации», — говорит доктор Юн.

Пока группа сосредоточилась на мышцах — одной из самых важных тканей регенерирующей конечности. Однако команда уже исследует, способствует ли сигналинг сенесцентных клеток регенерации других тканей.

Уроки от саламандр

Группа Юн работает с саламандрами, чтобы изучать процессы регенерации и старения. «Саламандры — один из немногих видов животных, которые, кажется, бросают вызов естественному процессу старения. У них не развиваются типичные признаки старения, и они не накапливают возрастные заболевания, такие как рак. У них также есть необычайные способности к заживлению», — говорит доктор Юн. Эти животные могут регенерировать почти любой орган своего тела.

Изучение саламандр помогает доктору Юн и её коллегам в CRTD понять принципы процесса регенерации и, в долгосрочной перспективе, может помочь разгадать загадку, почему регенеративные способности человека очень ограничены.