"Przycisk autodestrukcji". Te komórki miały umrzeć
Naukowcy z Instytutu Nauki Weizmanna odkryli zaskakujący mechanizm naprawy tkanek: komórki, które według dotychczasowej wiedzy powinny obumrzeć, potrafią wrócić do funkcjonalności. Badania pokazały, że nawet po ekspozycji na wysokie dawki promieniowania komórki uruchamiają procesy regeneracyjne.
Badacze odtworzyli eksperyment sprzed ponad 50 lat, który na celu ma badanie procesu tzw. kompensacyjnej proliferacji, czyli intensywnej naprawy, jaka włącza się po ciężkim uszkodzeniu tkanek. Jak podaje portal Science Alert, larwy muszki owocowej poddane zostały działaniu wysokiego promieniowania, a naukowcy przyjrzeli się fazie odbudowy tkanek. Kluczową rolę w tym procesie odgrywają kaspazy, znane m.in. z programowanej śmierci komórki.
- Postanowiliśmy zidentyfikować komórki, które wciskają przycisk samozniszczenia, ale mimo to przeżywają. W tym celu wykorzystaliśmy czujnik z opóźnieniem, który raportował komórki, w których kaspaza inicjatorowa została aktywowana, ale mimo to przetrwały napromieniowanie – mówi główna autorka i genetyczka molekularna Tslil Braun z Instytutu Weizmana.
Wyjątkowe komórki
W publikacji, która ukazała się w "Nature Communications" naukowcy opisali dwie współpracujące populacje komórek. Pierwsze, nazwane DARE, uruchamiają u muszki kaspazę, są „oznaczone do śmierci”, ale opierają się jej i szybko się mnożą, by łatać ubytki. Drugie to NARE – również odporne na śmierć, lecz bez aktywacji kaspazy inicjatorowej; są rekrutowane przez DARE do prac naprawczych i pilnują, by regeneracja nie wymknęła się spod kontroli.
TechNielogicznie [#1] - Czy misja Ignis była stratą pieniędzy?
Autorka badań Tslil Braun, wyjaśniła, że zespół szukał komórek, które „wciskają guzik autodestrukcji”, a mimo to przeżywają i zaczynają się dzielić. Użyto opóźnionego sensora, który wykrywał aktywację inicjatorowej kaspazy, a jednocześnie pozwalał śledzić komórki, które przetrwały napromienianie. To one miały zainicjować naprawę.
- Okazało się, że potomkowie komórek DARE są wyjątkowo oporni – siedem razy bardziej odporni na śmierć komórkową niż komórki w tkance pierwotnej. To może pomóc wyjaśnić, dlaczego nawracające nowotwory stają się bardziej oporne po radioterapii – powiedział Eli Arama, genetyk molekularny z Instytutu Weizmana.
Kluczowa obserwacja dotyczy odporności po przebytej odbudowie. Potomkowie komórek DARE oraz odtworzone fragmenty tkanki stawały się dużo trudniejsze do uśmiercenia. Po kolejnym napromienianiu wykazywały większą przeżywalność, co przypomina zjawisko obserwowane w guzach nowotworowych po radioterapii.
Eli Arama podkreślił, że „potomkowie komórek DARE okazali się wyjątkowo odporni – siedem razy bardziej odporni na śmierć komórkową niż komórki w tkance wyjściowej”. Zespół wskazał też białko-motor Myo1D jako element chroniący DARE przed śmiercią. Według badaczy podobne mechanizmy mogą wykorzystywać również komórki nowotworowe, by utrzymać się przy życiu.
Autorzy zaznaczają, że wyniki wymagają potwierdzenia w ludzkich tkankach. Jednak znajomość szczegółów kompensacyjnej proliferacji otwiera drogę do dwóch strategii: wzmocnienia naprawy po urazach oraz blokowania nadmiernej regeneracji sprzyjającej nawrotom raka.
- Mamy nadzieję, że zdobytą tu wiedzę da się przełożyć na zrozumienie mechanizmów równoważących wzrost i nadających oporność na śmierć komórkową w ludzkich tkankach – powiedział Arama.
