Стволовые клетки «бессмертных» червей бросают вызов законам биологии

Ученые выяснили, как плоские черви способны полностью восстанавливаться даже из небольшого фрагмента тела. Новое исследование из Института медицинских исследований Стоуэрса (США) показало: их стволовые клетки получают указания не только от соседних клеток, как у большинства животных, а от тканей, находящихся в организме на значительном расстоянии. Результаты опубликованы в журнале Cell Reports.

Обычно стволовые клетки функционируют в «нишах» — специальных областях, где ближайшие клетки контролируют их деление и развитие.

Однако у червей планарий (Schmidtea mediterranea) эта схема не работает: их стволовые клетки остаются универсальными и способны превращаться в любые типы клеток, что и обеспечивает исключительную способность к регенерации — вплоть до восстановления головы или всего тела.

«Наше открытие может изменить понимание регенеративной биологии и помочь разработать методы восстановления тканей человека. Нарушение работы стволовых клеток у людей нередко приводит к раку, поэтому изучение червей может подсказать, как безопасно управлять их потенциалом», — отметил руководитель исследования Алехандро Санчес Альварадо.

Используя передовые методы пространственной транскриптомики, команда исследовала активность генов в отдельных клетках планарий. 

Главные «дирижеры» регенерации, как оказалось, — клетки кишечника. Они способны передавать сигналы на большие расстояния, влияя на расположение и поведение стволовых клеток в ходе восстановления тканей.

Среда, в которой работают стволовые клетки червей, не фиксирована и постоянно меняется — ее формируют клетки, возникающие по мере регенерации. Такая динамика может объяснить, почему планарии обладают столь редкой способностью к восстановлению организма.

Понимание принципов «дистанционного управления» стволовыми клетками может стать основой для новых методов регенерации органов и лечения повреждений у человека.