Сжатие ускоряет рост мини-органов
Исследователи из MIT и Бостонской детской больницы обнаружили, что физическое сжатие клеток, приводящее к уплотнению их содержимого, может заставлять клетки расти и делиться быстрее обычного. Результаты опубликованы в журнале Cell Stem Cell.
Механизм эффекта
Сжатие вытесняет воду из клетки. В результате белки и другие клеточные компоненты оказываются ближе друг к другу. Сближение определённых белков может запускать клеточную сигнализацию и активировать гены.
В данном исследовании сжатие кишечных клеток вызвало кластеризацию белков в сигнальном пути Wnt/β-catenin, который помогает клеткам поддерживать стволовое состояние. Это недифференцированное состояние позволяет клеткам быстро расти и делиться.
Эксперимент и результаты
Учёные выращивали интестинальные органоиды (миниатюрные модели кишечника) из клеток мышей. Сжатие достигалось путём повышения осмотического давления вокруг органоидов, что вытесняло из них воду.
В результате:
- Белки, активирующие путь Wnt, сближались и с большей вероятностью образовывали кластеры.
- Сжатые органоиды росли больше и быстрее, чем контрольные.
- На их поверхности было больше стволовых клеток.
«Разница была очень очевидной. Всякий раз, когда вы применяете давление, органоиды вырастают ещё больше, с гораздо большим количеством стволовых клеток», — отмечает Мин Го, соавтор исследования.
Значение и перспективы
Открытие показывает, что поведение клеток может меняться в зависимости от содержания в них воды. Этот простой механический подход может ускорить выращивание искусственных органов для:
- изучения функций органов,
- тестирования лекарственных препаратов,
- регенеративной медицины (трансплантаты).
В будущем исследователи планируют использовать сжатие клеток для ускоренного создания персонализированных органоидов (например, из собственных клеток пациента) для подбора индивидуальной терапии.