Стволовые клетки не нужны для обновления тканей?

Могут ли специализированные клетки взрослого организма обеспечивать физиологическое обновление тканей без участия стволовых клеток? Ученые под руководством профессора Михаэля Сивеке (Michael Sieweke) из Centre d'immunologie de Marseille Luminy во Франции показали, что такое возможно. В их эксперименте было продемонстрировано длительное (в течение нескольких месяцев) самоподдержание колонии макрофагов – специализированных клеток иммунной системы. В ноября 2009 года результаты этой работы были опубликованы в журнале Science. Это исследование позволяет лучше понять процессы, лежащие в основе дифференцировки клеток, а также рождает надежды на возможное применение полученных знаний в клинике.

Исследователи и клиницисты считают, что медицина будущего будет основана на замещении поврежденных и погибших клеток организма стволовыми клетками. Стволовые клетки способны не только практически неограниченно делиться, но и давать начало ряду специализированных клеток в организме. Тем не менее, дифференцировка различных типов стволовых клеток – сложный процесс, в ходе которого могут происходить различные нежелательные явления – например, злокачественная трансформация. По этой причине возможность применения в клеточной терапии не стволовых, а уже специализированных клеток кажется весьма привлекательной.

Обычно клетки, достигнув терминальной стадии дифференцировки, перестают делиться и функционируют в течение определенного времени, после чего гибнут. Это справедливо для клеток нервной, мышечной и других тканей. Макрофаги (1), являющиеся ключевыми клетками в реализации иммунных реакций, также не способны к пролиферации, достигнув конечной стадии дифференцировки. Однако французским исследователям удалось «заставить» макрофаги мышей делиться, заблокировав в них с помощью генетических модификаций активность транскрипционных факторов MafB и c-Maf (2). После обратного введения в организм животного такие генномодифицированные макрофаги вели себя нормально: они не давали начала злокачественным опухолям и прекрасно справлялись с функциями обычных макрофагов – например, с поглощением бактерий и с секрецией специфических биологически активных факторов.

Оказалось, что инактивация факторов MafB и cMaf приводит к активации четырех других транскрипционных факторов, в частности, c-Myc и Klf4, которые могут вернуть взрослую клетку в состояние, близкое к «стволовому». Возможно, подход, использованный в этой работе, будет применен не только в фундаментальных исследованиях дифференцировки клеток, но и в клинической практике для получения необходимых количеств специализированных клеток, способных восстановить функции поврежденных органов и тканей.


Бактерии (покрашены зеленым флуоресцентным красителем), «поедаемые» делящимися макрофагами.

Примечания:

(1) Макрофаги – крупные клетки, ответственные за уничтожение «клеточного мусора» и микроорганизмов, попавших в организм, в процессе фагоцитоза – «поедания» чужеродных микрообъектов.
(2) Транскрипционные факторы – белки, регулирующие экспрессию генов (подавляющие либо активирующие ее). В частности, они определяют ход дифференцировки клеток в процессе эмбрионального развития и во взрослом организме.

Оригинальная статья: Aziz et al. MafB/c-Maf Deficiency Enables Self-Renewal of Differentiated Functional Macrophages. Science, 2009; 326 (5954): 867 DOI: 10.1126/science.1176056