Исследование российских ученых поможет понять, как выращивать кроветворные клетки из обычных тканей организма
Известно, что кроветворные стволовые клетки не сразу поселяются в костях. У зародышей они живут и производят кровь в других частях тела. Впервые же они появляются в стенках дорсальной аорты. А вот как эти клетки там появляются, пока не очень ясно. Но недавняя совместная работа российских и французских ученых позволяет понять это гораздо лучше.
— В аорте зародыша меняется фенотип клеток — обычная эндотелиальная клетка (то есть клетка внутренней поверхности сосуда) превращается в стволовую клетку крови, — рассказывает Кровь5 Иван Голушко из Донского государственного технического университета. — Процесс этот открыли в 2010 году. Но за счет чего происходит превращение, было непонятно. С одной стороны, на молекулярном уровне этот процесс регулируется экспрессией генов.
Но есть и физические факторы. Наше исследование показало, что существенную роль играет механическое напряжение в стенках аорты.
Ученые провели эксперимент на данио-рерио: эти маленькие тропические рыбки — популярный модельный организм для исследования позвоночных, который используют в лабораториях по всему миру.
— Мы обнаружили, что на определенном этапе развития зародыша под действием сжимающих аорту механических напряжений происходит ее деформация. Она изгибается, выгибаются клетки эндотелия, которые затем покидают аорту и становятся стволовыми клетками крови, — объясняет Иван Голушко *.
При этом клетки меняют форму. Из продолговатых и плоских становятся этакими круглыми пластинками
Чтобы установить ключевую роль механических факторов, исследователи экспериментировали с эмбрионами-мутантами. У одних зародышей данио было понижено кровяное давление. У других — заблокирован так называемый актомиозиновый аппарат, отвечающий за чувствительность клеток к механическим воздействиям. У обоих разновидностей рыбок превращения эпителиальных клеток в кроветворные не происходило либо происходило с существенными отклонениями.
Теперь ученые собираются более детально исследовать процесс на клеточном уровне. На будущий год запланирован эксперимент по выращиванию зародышей рыб в более плотной среде с последующим анализом результатов в рамках новой теоретической модели. Если теория, сформулированная группой исследователей, верна, то у таких зародышей превращение клеток эпителия в кроветворные начнется раньше.
Все это, конечно, фундаментальная наука. О практических применениях результатов речи пока не идет. Но именно такие знания в будущем могут сделать возможным выращивание кроветворных клеток на заказ.
— К счастью, ни я, ни мои близкие не сталкивались с болезнями крови, — говорит Иван Голушко. — Но мы знаем, что при пересадке костного мозга большой проблемой является несовместимость и отторжение трансплантата. Если в будущем удастся выращивать кроветворные клетки из клеток организма самого больного, эта проблема будет решена.
* Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ (грант №20-72-00164).
