Как гемопоэтические стволовые клетки могут переключаться между активацией и покоем?
Актуальность проблемы
Гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) приводят к появлению крови и иммунных клеток организма и поэтому необходимы для нашей жизни. Группа исследователей Мануэла Баккарини (Manuela Baccarini) в лаборатории Max F. Perutz Laboratories, которая является совместным предприятием Венского Университета (University of Vienna) и Венского медицинского университета (Medical University of Vienna), продемонстрировала, как внутриклеточная сигнализация может защитить этот нежный баланс между активацией и покоем. Их результаты опубликованы в научном журнале Cell Stem Cell.
Кровь – это сок жизни, так как циркулируя через тело, она снабжает клетки и ткани жизненно важными веществами, такими как кислород и питательные вещества. Химиотерапия, лучевая терапия и кровопотеря в целом обедняют эту систему. Особый вид клеток в костном мозге, называемый кроветворными стволовыми клетками, способен пополнять обедневшую систему, создавая не только эритроциты, но также клетки иммунной системы. Таким образом, ГСК играют важную роль в выживании.
Чтобы компенсировать потерю крови, ГСК, которые обычно неактивны, начинают активно обновляться и дифференцироваться во все типы клеток крови. Однако, после выполнения своей задачи ГСК должны вернуться к своему спящему состоянию очень быстро, или они будут исчерпаны. Это требует очень тонкого баланса. Небольшой сдвиг активации или покоя может иметь катастрофические последствия для организма, что приводит в худшем случае к смерти.
Результаты научной работы
Группа исследователей Мануэла Баккарини обнаружила механизм этого хрупкого баланса. Автор исследования Христиан Баумгартнер (Christian Baumgartne) поясняет: «До сих пор мы знали, что существует баланс между активацией и возвращением к покою и является важным в регуляции этой системы, но не знали о том, как он регулируется и какие “игроки” вовлечены в этот процесс». Новая статья определяет игроков и детализирует их регулирование во время производства клеток крови, вызванного стрессом.
«Два основных внутриклеточных сигнальных пути, которые почти всегда активируются параллельно, координируются циклом обратной связи, которая сохраняет ГСК в идеальном балансе. Смысл заключается в том, что система будет всегда в сбалансированном состоянии, независимо от стимула, который ее инициировал», – говорит Мануэла Баккарини.
Чтобы доказать это, ученые сознательно спровоцировали одного из “игроков” цикла обратной связи и обнаружили, что весь баланс был сдвинут, что привело к безудержной активации ГСК, истощению источника ГСК и, в конечном счете, к невозможности продуцировать достаточное количество клеток крови для компенсации потери. В настоящее время активно изучаются ингибиторы цикла обратной связи для разработки лекарственных препаратов против рака.
Выводы
Работа Баккарини теперь показывает, что эти соединения могут быть переназначены для мобилизации «ленивых» ГСК, как это видно, например, у стареющего организма.
Авторы другого исследования утверждают, что обнаружили белок, влияющий на регенеративную способность стволовых клеток крови.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
