Ампаро Толоса, Новини медичної генетики
Однією з найбільш характерних особливостей печінки є те, що вона має здатність до регенерації. Оновлення гепатоцитів, які становлять 80% клітин печінки, відбувається під час нормального обслуговування органу, а також після захворювання печінки або пошкодження. Однак дотепер клітинне походження клітин, здатних оновлювати печінку, було невідоме.
Дослідження Стенфордського університету щойно виявило, що стовбурові клітини печінки, які експресують теломеразу на високому рівні, беруть участь у регенерації цього органу як в нормальних умовах, так і в патологічних ситуаціях.
Печінка має дуже високу регенеративну здатність і може повністю регенерувати лише від 25% її розміру. Зображення: Ед Усман, Х'юстон.
теломераза Це фермент, який відповідає за підтримку структури хромосом. Він запобігає укороченню кінців хромосом, так званих теломер, під час кожного поділу клітин, і він активний у стовбурових клітинах, відповідальних за оновлення багатьох тканин, і в багатьох ракових клітинах, які втратили контроль над клітинним циклом. У випадку з печінкою виявилось, що дія теломерази є важливим для нормального функціонування органу. З одного боку, блокування його функції викликає цироз печінки. І навпаки, мутації, які викликають надмірну активність, можуть призвести до розвитку раку печінки.
Хромосоми та теломери. Зображення: Хесед Паділла-Наш і Томас Рід (Національний інститут охорони здоров’я, США).
Беручи до уваги взаємозв’язок теломерази з функцією печінки та її присутність у стовбурових клітинах, що беруть участь у відновленні тканин, група дослідників зі Стенфордського університету на чолі зі Стівеном Артанді задалася питанням, чи можна використовувати наявність активності теломерази як сигнал для ідентифікації клітин, відповідальних за печінку оновлення.
Дослідники виявили існування набір гепатоцитів, розподілених по всьому органу, які експресують теломеразу на високому рівні і вони відповідають за повторне заселення печінки як у звичайних умовах, так і тоді, коли відбувається пошкодження внаслідок захворювання чи патологічної ситуації. Однак в обох ситуаціях існують певні відмінності. Команда зауважила, що під час нормальне підтримання печінки клітини, які експресують велику кількість теломерази, розподіленої по всьому органу, відновлюють популяцію гепатоцитів у різних їх областях без будь-якого переміщення клітин між ними. З іншого боку, коли вони трапляються ураження печінки Як наслідок захворювання або травми спостерігається збільшення активності гепатоцитів, що експресують високий рівень теломерази. Крім того, за цих умов клітини-нащадки можуть переміщатися в інші регіони, щоб замінити всю пошкоджену тканину.
Набір гепатоцитів, розподілений по печінці, експресує теломеразу на високому рівні і відповідає за оновлення цього органу. Зображення: гепатоцити, Джейсон Спенс та Джеймс М. Уеллс, Медичний центр дитячої лікарні Цинциннаті.
Нарешті, РНК-аналіз різних клітин печінки показав, що однією з характеристик клітин з високою здатністю до повторного заселення печінки є те, що вони виробляють зниження активності генів, пов’язаних з метаболізмом. Це свідчить про те, що метаболізм та оновлення клітин є функціями, які не розділяють різні клітини печінки. Дослідники припускають, що відсутність побічних продуктів метаболізму, які можуть пошкодити ДНК, може захистити клітини, які експресують теломеразу, та сприяти передачі краще збереженого спадкового матеріалу своїм нащадкам.
Результати роботи пропонують a пояснення великої регенеративної здатності печінки, яка може повністю регенерувати лише з 25% тканини. "Ці рідкісні клітини можна активувати, щоб ділитися і утворювати клони по всій печінці", - говорить Стівен Артанді, керівник роботи. «У міру зрілих гепатоцитів ці клони замінюють печінкову масу, але продовжують працювати на місці. Вони не вербуються в інші регіони печінки. Це може пояснити, як печінка може швидко відновити пошкодження незалежно від того, де це відбувається в органі ".
Крім того, вони пропонують терапевтичні рішення різних проблем печінки та створюють можливу взаємозв'язок із розвитком раку печінки. "Ми могли б уявити розробку ліків, які захищають ці клітини, що експресують теломеразу, або способи використання клітинної терапії для оновлення печінки", - говорить Артанді. «Що стосується раку, я думаю, що ці клітини є сильними кандидатами на те, щоб бути клітинним його походженням. Ми нарешті починаємо розуміти, як працює цей орган ".