Вести с полей: как клетки балансируют между делением и гибелью?

На VI Национальном Конгрессе по регенеративной медицине ученые рассказали о механизмах, обеспечивающих баланс между регенерацией тканей и клеточной гибелью. Чтобы запустить восстановление поврежденной ткани, гибнущие клетки выделяют молекулы, сигнализирующие своим «соседям» о необходимости деления. При этом в некоторых случаях деление преобладает над гибелью: в норме так происходит у стволовых клеток, а при патологии — у раковых. Знание о механизмах регуляции подобных процессов поможет разрабатывать методы ускорения регенерации тканей и борьбы с опухолями. Живые ткани сохраняют свою структуру и поддерживают более или менее постоянный клеточный состав благодаря балансу двух процессов — деления и клеточной гибели. Если клеточная гибель преобладает, то происходит потеря клеток. А если клетки активно делятся, наблюдается накопление клеток. Оба случая могут привести к патологии, поэтому важно знать механизмы, благодаря которым эти процессы контролируются. На VI Национальном Конгрессе по регенеративной медицине ученые из МГУ имени М. В. Ломоносова представили результаты исследований, посвященных связи между регенерацией и гибелью клеток. «Существуют различные типы регенерации тканей и гибели клеток. Так, в частности, регенерация может быть естественной, как при росте новых волос, или представлять собой заживление после повреждения. В последнем случае имеет место воспалительный процесс. Вариантов клеточной гибели еще больше — не менее 12, наиболее важные из которых — апоптоз, аутофагия и некротическая гибель», — рассказала Гелина Копеина, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории исследования механизмов апоптоза МГУ. Ученая подчеркнула, что апоптоз — это программируемый процесс гибели, в результате которого содержимое клетки не высвобождается в межклеточное пространство. Для некроза это явление, напротив, характерно, и оно приводит к развитию воспаления. Третий вариант гибели, о котором рассказала Копеина, — аутофагия — важна для тканей, в которых клетки медленно или редко делятся (к таким тканям можно отнести нервную и мышечную). Аутофагия позволяет клеткам в них избавиться от ненужных органелл и других компонентов.Согласно исследованиям, при любом варианте гибели клетки синтезируют молекулы, которые служат сигналом для соседних живых клеток к запуску деления. Именно это помогает поддерживать баланс между гибелью и регенерацией. Так, например, при апоптозе клетки формируют везикулы, которые несут в соседние живые клетки каспазы. Эти молекулы расщепляют определенные белки и запускают каскады реакций, способствующие пролиферации. В случае некротической гибели клетки синтезируют молекулы DAMP (молекулярные фрагменты, ассоциированные с повреждениями), которые также влияют на пролиферацию. Ученая также отметила, что взаимодействие между регенерацией и гибелью происходит и на уровне стволовых клеток. У них хорошо работают механизмы репарации ДНК и снижена чувствительность к апоптозу. Высокая устойчивость к программируемой клеточной гибели поддерживается генетически, а также ей способствуют вещества, синтезируемые самими клетками и выделяемые в межклеточное пространство. Такие вещества, называемые экстрацеллюлярными продуктами, согласно некоторым исследованиям, могут использоваться для ускорения регенерации тканей. Однако устойчивость к гибели не всегда полезна: например, она лежит в основе развития фиброза — замещения различных типов тканей соединительной, — а также способствует росту опухолей.