|
Взять клетку одного типа и превратить ее в клетку другого – теперь это возможно. Клетки, взятые из тимуса, трансформированы в клетки кожи – открытие, которые может иметь важные последствия в области регенерации органов. Результаты экспериментов, опубликованные в Nature, доказывают, что эти стволовые клетки меняют свою генетическую структуру в соответствии с окружающей их средой, приводя к образованию длительно функционирующей кожи, на которой в течение года после имплантации даже растут волосы.
Поперечный разрез кожи показывает эпителиальные клетки тимуса крыс (зеленые), содействующие волосяным фолликулам и сальным железам. (Credit: EPFL)
Работая в сотрудничестве с Университетом Эдинбурга (University of Edinburgh), Великобритания, швейцарские ученые выделили эпителиальные клетки из тимуса крыс (thymic epithelial cells - TECs) и интегрировали их в клетки кожи этих животных, получив удивительные результаты. Эпителиальные клетки тимуса, находящегося в грудной клетке органа, переключились с той функции, для которой они были созданы организмом, на другую, соответствующую их новому окружению.
«Эти клетки действительно изменили свой путь, экспрессируя при этом другие гены и становясь более важными», - объясняет профессор Федеральной политехнической школы Лозанны (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) Янн Баррандон (Yann Barrandon), руководитель Лаборатории динамики стволовых клеток (Laboratory Stem Cell Dynamics).
Находясь в тимусе, эпителиальные клетки обучают Т-клетки распознавать и уничтожать бактерии и раковые клетки, что является ключевой функцией иммунной системы. Результаты экспериментов показывают, что такие клетки обладают способностью экспрессировать генетические маркеры, отличные от их первоначального набора, если они попадают в другое микроокружение. До сих пор эксперименты с использованием стволовых клеток волосяных фолликулов для поддержания роста волос и кожи приводили к ограниченным результатам. Стволовые клетки тимуса демонстрируют свою эффективность в течение года после имплантации – значительное улучшение по сравнению с трехнедельной эффективностью истинных стволовых клеток волосяных фолликулов.
«Теоретически такую операцию можно воспроизвести, используя клетки других органов», - продолжает профессор Баррандон. Это открытие создает новые возможности не только в области трансплантологии и регенерации, например, для лечения серьезных ожогов, но и ставит под сомнение стандартные биологические модели, демонстрируя, что можно создавать ткани из клеток другого эмбрионального происхождения.
В процессе развития животного в эмбрионе формируются три клеточных, или зародышевых, листка – эктодерма, эндодерма и мезодерма, из которых затем образуются все органы и ткани.
Из эктодермы образуются кожа и нервы, эндодерма становится кишечником и такими органами, как печень, поджелудочная железа и тимус, из мезодермы формируются мышцы, кости и кровь.
До сих пор считалось, что пересечь границы зародышевых листков невозможно, то есть клетки, происходящие из одного листка, не могут развиться в клетки, ассоциированные с другими.
Последнее исследование доказывает, что происходящие из эндодермы клетки тимуса могут трансформироваться в стволовые клетки кожи, берущие свое начало в эктодерме. Это означает, что границы зародышевых листков более условны, чем считалось ранее.
По материалам
Cells changing track: Thymus cells transform into skin cells in Swiss laboratory
Аннотация к статье: Paola Bonfanti, Stéphanie Claudinot, Alessandro W. Amici, Alison Farley, C. Clare Blackburn, Yann Barrandon. Microenvironmental reprogramming of thymic epithelial cells to skin multipotent stem cells
Related Articles: |
