Клетки пересаженной конечности приобретают молекулярный «отпечаток» нового местоположения

Клетки, запускающие регенерацию тканей, взятые из одной конечности и пересаженные на другую, приобретают молекулярный «отпечаток» или идентичность своего нового местоположения.

Это открытие позволяет лучше понять, как пересаженная ткань меняет свою идентичность, чтобы соответствовать среде ткани-хозяина в процессе регенерации конечности, и приближает учёных к созданию регенеративных терапий для человека. Результаты также бросают вызов общепринятому в биологии регенерации предположению о предопределённости клеточных свойств.

Исследуя клетки бластемы у саламандр — амфибий, способных отращивать утраченные конечности, — учёные выяснили, что пересаженная ткань не стимулирует рост структур, соответствующих области конечности, откуда она была взята. Вместо этого она трансформируется в клеточную сигнатуру области конечности, на которую её пересадили. Эта способность клеток изменять идентичность со старого местоположения на новое называется позиционной пластичностью.

«Эта работа предоставляет первые молекулярные доказательства идеи, что клетки бластемы на ранней и поздней стадии получают информацию о "чертеже" отсутствующей конечности от места-хозяина», — сказала Кэтрин Д. МакКасакер, ведущий автор исследования.

Бластема — это группа клеток, которая накапливается на месте ампутированной конечности у таких организмов, как саламандры, и воссоздаёт отсутствующий придаток. Она формируется, когда регенерирующие нервные волокна из культи конечности взаимодействуют с тонкой кожей, покрывающей поверхность раны.

Это взаимодействие привлекает клетки из ткани культи, которые проходят процесс дедифференцировки, возвращаясь в более эмбриональное состояние. Как только в бластеме устанавливается «чертёж» отсутствующих структур конечности, эти клетки постепенно дифференцируются в замещающую конечность.

В исследовании МакКасакер обнаружила, что сигналы от нервных волокон играют решающую роль в поддержании способности клеток изменять свою идентичность в соответствии с новой средой на протяжении всего процесса регенерации. Она предполагает, что нервным волокнам важно поддерживать позиционную пластичность в бластеме до тех пор, пока не будет сформирован полный «чертёж» новой конечности.

Эти выводы также имеют потенциальное значение для биологии рака, поскольку на раковые клетки также сильно влияет окружающая тканевая среда.

«Наше исследование показывает, что "чертёж", управляющий поведением клеток, можно манипулировать, — отметила МакКасакер. — Таким образом, понимание того, как различные среды влияют на поведение клеток бластемы, даст ценное представление о том, как контролировать поведение раковых клеток».

Исследование опубликовано в выпуске журнала PLOS ONE от 27 сентября.