Клетки умирать не желают. Учёные открыли состояние между жизнью и смертью

Вопрос, что происходит с организмом после смерти, всегда вызывал множество споров и философских трактовок. И интерес учёных, разумеется, тоже.

Жизнь и смерть принято рассматривать как два противоположных состояния. Однако новые исследования показывают, что возможно и третье. Оно лежит за пределами традиционных границ жизни и смерти.

Погибают, но «не умирают насовсем»

С точки зрения науки, смерть — это необратимая остановка всех функций организма. Тем не менее донорство органов показывает, что некоторые клетки могут не только оставаться живыми в течение какого-то времени, но и приобретать новые функции, собираясь в многоклеточные структуры. Это заставляет по-иному взглянуть на то, что такое клеточная активность и жизнь в целом.

В 2016 году биологи из Университета Вашингтона в Сиэтле (США) Питер Нобль и Александр Пожитков вызвали ажиотаж, показав на примере рыбок данио и мышей, что в течение 96 часов после смерти в организме способны активироваться тысячи генов, включая те, которые до этого молчали.

Теперь они вместе с коллегами представили новый обзор в журнале Physiology. В нём показано, что некоторые клетки, погибая, «не умирают насовсем», как пел Высоцкий. Они переходят в некое «третье состояние».

Сгусток, толкающий грузы

Что же имеется в виду? Например, выяснилось, что клетки кожи погибшей лягушки, помещённые в чашку Петри, способны адаптироваться к новым условиям и объединяться в многоклеточные организмы. Учёные назвали их ксеноботами.

Четыре года назад биологи Университета Тафтса (США) провели эксперимент. Они взяли эмбрион африканской когтистой лягушки, выделили из него стволовые клетки, разделили их и отправили в чашку Петри. Там эти клетки сгруппировались в новый организм микроскопического (менее миллиметра) размера — крохотный сгусток из розовой плоти. Он мог двигаться, толкать маленькие грузы и восстанавливаться после повреждений. Более того, учёные задали внешний вид и поведение ксеноботов на компьютере, используя искусственный интеллект, но речь сейчас не об этом.

Суть в том, что деятельность этих синтетических организмов не соответствует изначальной биологической роли клеток, из которых они состоят. В частности, ксеноботы использовали свои реснички — небольшие, похожие на волоски структуры — для навигации и перемещения в окружающей среде, тогда как у живого эмбриона лягушки реснички обычно используются для перемещения слизи. А ещё они оказались способны к самовоспроизводству, только без роста организма. Это тоже стало неожиданностью для авторов эксперимента.

«Починят» и соседей

Другой пример «третьего состояния» — одиночные клетки человеческого лёгкого. Они тоже умеют объединяться в миниатюрные многоклеточные структуры (их назвали антроботы), способные передвигаться. Эти организмы ориентируются в своём окружении, восстанавливают сами себя, а если рядом разместить повреждённые нейроны, то они «починят» и их.

«Эти результаты показывают пластичность, присущую клеточным системам, и бросают вызов идее о том, что клетки и организмы могут развиваться только предопределёнными способами, — пишут авторы статьи. — Третье состояние предполагает, что смерть организма может играть огромную роль в том, как жизнь трансформируется с течением времени. Исследования показывают, что некоторые клетки могут продолжать жить и даже развиваться после смерти организма, но при условии подходящей среды — достаточного количества питательных веществ, кислорода и биохимических сигналов».

Без оглядки на организм, который умер

Не все клетки обладают способностью к выживанию после смерти. Некоторые из них могут функционировать спустя часы или даже дни после смерти: например, клетки скелетных мышц мышей можно реанимировать через 14 дней, а клетки овец и коз — через месяц после гибели организма. А вот лейкоциты (клетки крови) сохраняют активность от 60 до 86 часов.

Выживаемость клеток зависит от среды, метаболической активности и методов консервирования, а также таких факторов, как возраст, пол и биологический вид, отмечают учёные. Причины, по которым клетки остаются активными после смерти организма, до конца не ясны. Одна из гипотез говорит, что в наружных мембранах клеток есть некие каналы и «насосы», которые производят электрические сигналы — они, дескать, позволяют им общаться друг с другом и выполнять определённые функции. То есть расти, двигаться и объединяться самостоятельно, без оглядки на организм, который уже умер.

По мнению авторов обзора, всё это открывает чудесные перспективы в области медицинских технологий. Например, антропоботы, сформированные из живых тканей, могут использоваться для целенаправленной доставки лекарств, предотвращая нежелательные иммунные реакции.

«Сконструированные антропоботы, введённые в организм, потенциально могут растворять артериальные бляшки у пациентов с атеросклерозом и удалять избыток слизи у пациентов с муковисцидозом», — также предполагают учёные.