После раны на коже клетки кожи движутся вперед, чтобы закрыть брешь и залечить рану. Результаты, полученные командой под руководством Лии Варди из Института исследования кожи A * STAR в Сингапуре, теперь демонстрируют, как тщательно регулируемый набор молекулярных сигналов помогает координировать эту лечебную миграцию.
Варди особенно интересовался трио органических молекул, известных как полиамины, которые играют роль в пролиферации клеток. "Они хорошо изучены при раке, но гораздо меньше известно о том, как изменения в их уровнях могут приводить к нормальным изменениям клеточного поведения," говорит Варди. Фермент под названием AMD1 способствует превращению одного полиамина, путресцина, в два других полиамина, спермидин и спермин. Поскольку этот шаг важен для определения окончательного баланса трех молекул в клеточной среде, команда Варди изучила, что происходит с уровнями AMD1 во время заживления ран.
Чтобы смоделировать повреждение кожи, они нанесли царапину на лист культивированных клеток кожи человека и наблюдали всплеск уровня AMD1 среди клеток у края раны в течение часа после травмы. Хотя изначально он был диффузным, экспрессия AMD1 в течение следующих нескольких часов стала более сфокусированной в самых внешних рядах клеток. Затем исследователи подвергли культивированные клетки обработке, модулирующей экспрессию генов, которая значительно снизила их способность продуцировать AMD1. Это привело к заметно более медленному заживлению экспериментальной модели раны, что исследователи объяснили дисбалансом относительных уровней путресцина, спермидина и спермина. Более тщательный анализ обработанных клеток подтвердил это, выявив 2.7-кратное повышение уровня путресцина и двукратное снижение уровня спермина, в то время как уровень спермидина оставался относительно неизменным.
Поразительно, но когда Варди и его коллеги компенсировали этот дисбаланс, добавляя спермин обратно к культурам поврежденных клеток кожи, они наблюдали явное увеличение скорости заживления ран. "Низкий уровень путресцина и высокий уровень спермина необходимы для миграции клеток по краю раны," объясняет Варди. Далее они определили, что эти полиамины, по-видимому, координируют реорганизацию белков цитоскелета, которые обеспечивают инфраструктуру для миграции клеток во время процесса заживления ран.
Варди считает, что этот процесс может быть нарушен у пациентов, чьи раны не заживают после травмы, и теперь она изучает потенциал терапевтических средств на основе полиаминов для лечения ран. "В настоящее время мы изучаем механизм, с помощью которого спермин способствует миграции клеток," она говорит, "и работа с клиницистами здесь, в Сингапуре, чтобы определить, как уровни полиамина изменяются в незаживающих ранах."