Наука регенерації: як працюють стовбурові клітини

Наука регенерації: як працюють стовбурові клітини

Які з їхніх властивостей можна потенційно застосовувати в медицині

Цей матеріал також доступний російською
Наука регенерації: як працюють стовбурові клітини
Фото: pixabay

Раніше ми говорили про типи стовбурових клітин та етапи нашого індивідуального розвитку – від зустрічі батьківських статевих клітин до дорослого віку, на яких ці різні типи клітин з’являються та функціонують.

У продовження цієї теми співзасновниця Nobilitet, лектор «Школи довголіття», популяризатор, кандидат біологічних наук Ольга Маслова розповіла Mind, як же працюють стовбурові клітини, що залишились у вже  дорослому організмі, – тобто мультипотентні клітини, і які з їхніх властивостей можна потенційно застосовувати у клініці.

Варто нагадати, що стовбурова клітина – це особливий тип клітин, що здатний до асиметричного поділу, під час якого з однієї «клітини-мами» утворюється не дві однакові «дочки», а одна копія мами і одна дещо оновлена з певною метою клітина. Крім того, за певних умов цей тип клітин може перетворюватися на інші типи клітин.

Якщо йдеться про клітини дорослого організму, то стовбурові клітини представлені переважно мультипотентними та такими, що мають ще вужчу «потентність» (у минулому дописі про це детальніше).

Гемопоетичні та мезенхімальні клітини

У дорослому організмі найцікавішими стовбуровими клітинами є гемопоетичні – ті, що дають початок клітинам крові, та мезенхімальні – ті, що підтримують у належному стані наші сполучні тканини, у тому числі кістки, хрящі, жирові відкладення, а також важливу частину шкіри – дерму. Цікава особливість цих клітин у тому, що вони знаходяться як у так званих депо – місцях, де залишається спеціальна популяція цих клітин «про запас», так і у деяких тканинах локально. До головних депо мезенхімальних мультипотентних клітин належать кістковий мозок, жирова тканина, але вони присутні й у дермі шкіри, і в деяких інших місцях.

Особливі популяції мультипотентних клітин є й у волосяних фолікулах, і навіть у кишківнику (інтестинальні стовбурові клітини, що активно досліджуються). Однією з проблем, що виникають при дослідженні популяцій мультипотентних клітин у дорослому організмі, є те, що їхній стан дуже динамічний. Умовно кажучи, в один момент – ця клітина власне спляча стовбурова, в інший – вже «біжить на допомогу» за сигналом з місця ушкодження, а потім – працює конкретно на локації.

Більше того, навіть під мікроскопом, дивлячись на вже ізольовані з тканини клітини, практично неможливо відрізнити мезенхімальну стовбурову клітину та фібробласт (універсальну клітину із сполучної тканини, яка сама заслуговує на окремий допис, адже про етапи перетворення мультипотентної клітини на фібробласта та про їхні взаємодії і загадки можна говорити багато).

Про механізм роботи клітин

Механізм роботи мезенхімальних клітин полягає у виконанні подвійних завдань – прямому заміщенні необхідного типу клітин, що зазнав ураження, та так званому регенеративному менеджменті: регенерація тканини відбувається за участі мезенхімальної клітини і під її «керівництвом» шляхом виділення сигнальних молекул для впливу на інші клітини в тканині, що потребує допомоги. Наприклад, для того щоб ефективно загоїти рану, потрібно залучити цілу низку клітин у процес – і кожен із типів клітин має виконати свою роботу ідеально.

Часто одним із регуляторів та контролерів якості цієї роботи може в тому числі виступати мультипотентна клітина. Вона виділяє  спеціальні хімічні фактори, що слугують «ключами»  для «замків»-рецепторів на поверхнях інших клітин та у такий спосіб запускають чи зупиняють певні процеси в них.

Тим часом на поверхні самої стовбурової клітини також є свої рецептори, що сприймають інформацію із мікрооточення та реагують на неї активацією чи гальмуванням різних процесів і орієнтуються у просторі.

Наприклад, за градієнтом певних сигналів відбувається рух стовбурових клітин у місяця пошкоджень. Це явище називається хоумінг та полягає у тому, що при серйозних пошкодженнях, коли локальна популяція мультипотентних та олігопотентних клітин уже не справляється з роботою, клітини, що «сплять» у депо (яке може знаходитись територіально віддалено від місця ушкодження), вирушають у путь на допомогу.

Сама мезенхімальна клітина ще й дуже чутлива до фізичних характеристик тканини, у якій знаходиться. За ступенем твердості, наприклад, вона може «обрати» напрям необхідного перетворення.

Виходячи з описаних властивостей, можна здогадатись, що серед продуктів, які розробляються для застосування в медичних технологіях, є як безпосередньо клітинні препарати, так і препарати, що базуються на тих регуляторних молекулах, які клітини виділяють для управління регенеративними процесами.

У наступному дописі ми розглянемо, які варіанти пропонуються вченими та які з них вже дійшли до клінічних випробувань і навіть далі. 

Стежте за актуальними новинами бізнесу та економіки у наших Telegram-каналах Mind.Live та Mind.UA, а також Viber-чаті