«Липохрящ» обладает свойствами пупырчатой упаковки — супер-стабильный, мягкий, упругий.
Международная исследовательская группа под управлением Калифорнийского университета в Ирвайне обнаружила новый тип скелетной ткани, обладающей большим потенциалом для достижения новых успехов в восстановительной медицине и разработке тканей.
Для достижения прочности большинство хрящевых тканей полагаются на внеклеточный матрикс, но «липохрящ», располагающийся в ушах, носу и горле млекопитающих, уникальным образом напичкан наполненными жиром клетками под названием «липохондроциты», которые обеспечивают супер-стабильную внутреннюю поддержку, позволяя тканям оставаться такими же мягкими и упругими, как пупырчатый упаковочный материал.
В исследовании, опубликованном в онлайн-издании журнала Science описано, как липохрящевые клетки создают и поддерживают собственные резервуары липидов, сохраняя постоянный размер. В отличие от обыкновенных адипоцитных жировых клеток, липохондроциты никогда не сжимаются и не расширяются в ответ на присутствие пищи.
«Прочность и стабильность липохряща обеспечивают гибкость и податливость, которые прекрасно подходят для таких подвижных частей тела как мочки ушей или кончик носа, открывая впечатляющие перспективы для восстановительной медицины и разработки тканей, особенно при дефектах или травмах лица, — говорит один из авторов статьи, профессор онтогенетики и клеточной биологии Максим Пликус. — На данный момент для реконструкции хряща часто требуется использование тканей из ребра пациента — это болезненная инвазивная процедура. В будущем специфические для пациента липохондроциты можно будет получать из стволовых клеток, очищать и использовать их для производства живого хряща с учётом индивидуальных потребностей. С помощью 3D-печати сконструированным таким образом тканям можно придавать необходимую форму, что обеспечит новые решения проблем, связанных с врождёнными дефектами, травмами и различными заболеваниями хрящевой ткани».
Доктор Франц Лейдиг впервые обнаружил липохондроциты в 1854 году, когда он заметил, что в хрящевой ткани ушей крыс присутствуют капельки жира, и это открытие до данного момента по большому счёту было забыто. Используя современные инструменты биохимии и передовые методы визуализации, исследователи из Калифонийского университета детально охарактеризовали молекулярную биологию липохрящей, их метаболизм и структурную роль в тканях скелета.
Также ими был открыт генетический процесс, который подавляет активность ферментов, расщепляющих жиры и снижающих абсорбцию новых жировых молекул, эффективно стабилизируя липидные резервы липохондроцитов. Лишившись этих липидов, липохрящ становится твёрдым и хрупким, что подчёркивает важность его наполненных жиром клеток в поддержании комбинации прочности и гибкости в тканях. Кроме того, учёные заметили, что у некоторых животных, таких, как летучие мыши, липохондроциты собираются в замысловатые формы, вроде параллельных гребешков в их увеличенных ушах, которые могут повышать остроту слуха, модулируя звуковые волны.
«Откытие уникальной липидной биологии липохряща бросает вызов давно установившимся в биомеханике понятиям и открывает двери к бесчисленным возможностям для исследований», — говорит ведущий автор исследования Рауль Рамос, постдок лаборатории Пликуса. — В дальнейшем следует выработать понимание того, как липохондроциты поддерживают свою стабильность с течением времени и какие молекулярные программы управляют их формой и функционированием, а также понимание механизмов старения клеток. Наши результаты подчёркивают разнообразие липидов за рамками метаболизма и предлагают новые способы использования их свойств в разработке тканей и медицине».
В исследовательскую команду входили медики и учёные из США, Австралии, Беларуси, Дании, Германии, Японии, Южной Кореи и Сингапура, а также сотрудники госпиталя для животных и птиц в Лейк-Форесте и зоопарка в Санта-Ане.
Перевод — Андрей Прокипчук, «XX2 ВЕК». Источники.
Материалы предоставлены Калифорнийским университетом в Ирвайне (University of California - Irvine).
Вам также может быть интересно: