Исследователи из Université libre de Bruxelles, ULB, впервые определили изменения в динамике стволовых клеток, которые способствуют заживлению ран.
Один из ключевых вопросов биологии – определить, как ткани восстанавливаются после травмы, и понять, как стволовые клетки мигрируют, пролиферируют и дифференцируются для восстановления повреждений тканей.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications, исследователи во главе с Pr. Седрик Бланпен, доктор медицинских наук, исследователь WELBIO и профессор Брюссельского университета, Бельгия, определил клеточные и молекулярные механизмы, регулирующие заживление ран на коже.
Кожа – это первый барьер, защищающий животных от внешней среды. Когда кожный барьер нарушен, активируется каскад клеточных и молекулярных событий для устранения повреждений и восстановления целостности кожи. Дефекты в этих случаях могут привести к неправильному ремонту, вызывая острые и хронические раневые заболевания. В коже различные популяции стволовых клеток способствуют заживлению ран. Однако остается неясным, как эти разные популяции стволовых клеток уравновешивают пролиферацию, дифференциацию и миграцию в процессе заживления.
В этом новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, Мариаселесте Арагона, Софи Деконинк и ее коллеги определяют клональную динамику и молекулярные механизмы, которые приводят к восстановлению тканей в эпидермисе кожи. Они использовали современные генетические модели мышей для изучения различных популяций стволовых клеток. В частности, они используют технику, называемую отслеживанием клонов, для маркировки стволовых клеток и отслеживания судьбы своего потомства с течением времени. Интересно, что они обнаружили, что стволовые клетки, поступающие из разных отделов эпидермиса, проявляют очень похожую реакцию во время заживления раны, несмотря на то, что они привлекаются из разных областей эпидермиса. "Было особенно интересно наблюдать, как восстановление эпидермиса кожи включает активацию самых разных стволовых клеток, которые одинаково реагируют на чрезвычайную ситуацию с раной и способны полностью восстановить поврежденные ткани", комментирует Мариаселесте Арагона, первый автор исследования. Авторы определили сигнатуру генов различных областей, окружающих рану, чтобы выявить сигнатуру экспрессии генов клеток, которые активно делятся, и тех, которые мигрируют для восстановления раны. "Молекулярная характеристика переднего края миграции предполагает, что эти клетки защищают стволовые клетки от инфекции и механического стресса, обеспечивая гармоничный процесс заживления", комментирует Софи Деконинк, соавтор исследования.
В целом, это исследование дает важную информацию об изменениях в механизмах, которые приводят к восстановлению тканей, и демонстрирует, что способность стволовых клеток регенерировать ткань зависит не от их клеточного происхождения, а, скорее, от их способности к пролиферации.
"Это новое исследование впервые раскрывает динамику стволовых клеток во время заживления ран и определяет новых молекулярных игроков, связанных с регенерацией кожи. Нарушение регуляции некоторых из этих генов у пациентов с хроническими язвами предполагает, что дефекты формирования и / или функции этих двух различных структур могут вызывать дефект заживления ран, ведущий к образованию хронической язвы. Потребуются дальнейшие функциональные исследования, чтобы определить роль этих генов и определить новые терапевтические цели для лечения хронических раневых заболеваний, которые ежегодно обходятся в миллиарды долларов", объясняет Седрик Бланпен, старший и автор-корреспондент этого нового исследования.