Клетки «извергают» отходы для ускорения заживления, но это имеет свою цену
Новое исследование на мышах, проведенное учеными из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Медицинского колледжа Бейлора, выявило ранее неизвестный процесс клеточного «очищения», который может помочь поврежденным клеткам быстрее вернуться в стволово-подобное состояние. Исследователи назвали этот процесс катартоцитозом (от греческих корней, означающих «клеточное очищение»).
Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, использовало модель повреждения желудка у мышей и показало, что клетки могут быстро избавляться от «зрелого клеточного оборудования», мешающего регенерации.
«Эта клеточная чистка — быстрый способ избавиться от этого оборудования, чтобы клетка могла быстро превратиться в небольшую примитивную клетку, способную к пролиферации и восстановлению повреждения», — объяснил первый автор Джеффри В. Браун.
Процесс сравнили с «рвотой» или сбросом отходов, что добавляет короткий путь к заживлению. Однако у этого короткого пути есть потенциальные недостатки: катартоцитоз быстрый, но «грязный».
Новый процесс в известном ответе на повреждение
Исследователи обнаружили катартоцитоз в рамках важного регенеративного ответа — палигенеза. Ранее считалось, что «расхламление» клетки перед возвратом в стволовое состояние происходит медленно внутри лизосом. Однако ученые заметили обломки и вне клеток.
Использование модели, где перепрограммирование клеток желудка запускалось одновременно, показало, что «извержение» отходов — это не случайность, а стандартная черта палигенеза.
Обратная сторона «очищения»
Хотя катартоцитоз может ускорять заживление, его побочным эффектом являются дополнительные продукты отходов, которые могут подпитывать воспаление. Это затрудняет разрешение хронических повреждений и коррелирует с повышенным риском развития рака.
«Если многие старые мутировавшие клетки возвращаются в стволовое состояние для восстановления повреждения — а повреждения часто подпитывают воспаление, — повышается риск приобретения, сохранения и распространения вредных мутаций, ведущих к раку», — отметил старший автор Джейсон К. Миллс.
Ученые предполагают, что катартоцитоз может играть роль в поддержании повреждения и воспаления при инфекциях Helicobacter pylori, повышающих риск рака желудка.
Возможности для диагностики и терапии
Результаты могут указать на новые стратегии лечения. Браун и его коллега разработали антитело, которое связывается с выброшенными при катартоцитозе отходами. Это позволяет детектировать процесс, особенно в больших масштабах, что может служить маркером предраковых состояний для раннего выявления.
«Если мы лучше поймем этот процесс, мы сможем разработать способы стимулировать заживляющий ответ и, возможно, в контексте хронического повреждения — заблокировать вклад поврежденных клеток в формирование рака», — заключил Браун.