Израильские ученые раскрыли молекулярный механизм регенерации тканей

Ученые из Института Вейцмана раскрыли механизм, благодаря которому поврежденные ткани не только восстанавливаются, но и становятся устойчивее к повторным повреждениям.

Способность эпителиальных тканей (например, кожи или слизистых оболочек внутренних органов) отвечать на повреждение всплеском регенерации – известна с 1970-х годов, когда было обнаружено, что личинки мух полностью восстанавливают крылья после жесткого облучения. Но молекулярная основа этого явления оставалась загадкой. Теперь ее удалось раскрыть. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

Ученые повторили классический эксперимент с облучением личинок дрозофил, но использовали современные генетические технологии для детального отслеживания процесса. Исследователи обнаружили две популяции клеток, переживающих облучение. DARE-клетки активируют программу самоуничтожения (апоптоз), но несмотря на это выживают и активно размножаются, восполняя почти половину поврежденной ткани за 48 часов. NARE-клетки не запускают апоптоз, но тоже участвуют в регенерации.

"Мы искали клетки, которые нажимают "кнопку" самоуничтожения, но все равно выживают, – объясняет соавтор работы доктор Цлиль Браун. – И мы обнаружили популяцию клеток, которые не только пережили облучение, но и размножились, восстановив поврежденную ткань".

Важнейшую роль в процессе восстановления играет моторный белок, который останавливает процесс самоуничтожения. В результате облучения этот белок становится только сильнее. При повторном облучении потомки DARE-клеток оказались в семь раз устойчивее к гибели, чем исходная ткань. Это может объяснять, почему опухоли после лучевой терапии часто становятся агрессивнее и устойчивее к лечению.

Открытие имеет важное значение для медицины. С одной стороны, понимание механизмов устойчивости DARE-клеток может помочь заживлению ран и регенерации здоровых тканей после травм, например, путем активации моторного белка, который защищает клетки от гибели. С другой стороны, блокирование этого белка в опухолях делает их уязвимыми к радиотерапии и помогает предотвратить агрессивные рецидивы. Таким образом, один и тот же молекулярный переключатель можно использовать по-разному: включать для стимуляции восстановления и выключать для борьбы с раком.