Сердечные клетки реагируют на жёсткость среды

Белки, связанные с регуляцией размера и формы органов, реагируют на механические свойства микроокружения, что специфически влияет на решение взрослых сердечных стволовых клеток становиться мышечными или сосудистыми клетками.

Дифференцировка клеток для выполнения специфических функций критически важна для здоровья тканей и органов. Два белка — Yes-ассоциированный белок (YAP) и WWTR1 (TAZ) — связаны с контролем дифференцировки в тканях лимфатической, кровеносной, кишечной и нервной систем, а также с обновлением эмбриональных стволовых клеток. Международная группа учёных обнаружила, что изменения эластичности и нанотопографии клеточного окружения влияют на то, как сердечные стволовые клетки дифференцируются, что имеет значение для развития сердечных заболеваний.

Исследователи из Международного центра наноархитектоники материалов (MANA) Национального института материаловедения (NIMS) Японии сотрудничали с учёными из Финляндии, Италии, Нидерландов, Саудовской Аравии и Чехии.

Они создали белки YAP и TAZ, экспрессирующие зелёный флуоресцентный белок, чтобы отслеживать их локализацию в клетке. Затем они подготовили клеточные подложки из «умных» биоматериалов, демонстрирующих динамический контроль эластичности и наноструктуры в зависимости от температуры. «Наши данные впервые показывают, что перемещение YAP/TAZ между ядром и цитоплазмой быстро активируется в ответ на динамические изменения жёсткости или наноструктуры субстрата», — поясняют исследователи.

Наблюдения за экспрессией генов подчеркнули ключевую роль белков YAP/TAZ в дифференцировке клеток. В дальнейших исследованиях влияния жёсткости субстрата также выяснилось, что дифференцировка клеток наиболее эффективна на субстратах с жёсткостью, аналогичной жёсткости сердца.

Авторы предполагают, что понимание влияния наноструктуры и механики микроокружения на то, как эти белки влияют на дифференцировку клеток, может быть использовано для поддержания здоровья сердца. Они заключают: «Эти белки указаны как потенциальные мишени для контроля судьбы клеток-предшественников сердца с помощью дизайна материалов».