Раскрыта загадка столетней давности: зачем млекопитающим пучковые клетки

Порядка ста лет назначение пучковых клеток, разбросанных по всему организму млекопитающих, оставалось тайной. За последние несколько лет ряд исследовательских работ, наконец, приоткрыл завесу тайны и показал, что вышеупомянутые клетки совершенно необходимы в иммунных реакциях, регенерации и созревании Т-клеток. Впрочем, как и для формирования рака толстого кишечника. Обзорная статья о столь полезных и загадочных клетках вышла в журнале Science. Пучковые клетки были обнаружены на гистологических срезах кишечника отечественным ученым еще в 1920-ых годах, с тех пор и до недавнего времени их функция оставалась одной из загадок биологии. Луковицеоразной формы с плюмажом из щетинок на верхнем конце, эти клетки несут те же хеморецепторы, что и вкусовые сосочки языка и расположены практически в каждой сколь угодно малой полости тела: в кишечнике, легких, поджелудочной железе, желчном пузыре, мочеиспускательном канале, носовых ходах, тимусе. Только подумайте: для чего клетке, скажем, желчного пузыря чувствительность к сладкому или соленому? Началось все с того, что спустя два года после защиты докторской диссертации Майкл Ховитт, иммунолог Стэнфордского университета в Пало-Альто, исследовал потенциальные взаимодействия между клетками кишечника и бактериями. В ходе изысканий Ховитт случайно обнаружил, что зараженные Tritrichomonas muris кишечники несли примерно в 20 раз большее пучковых клеток, чем здоровые. При подселении микробов к пучковым клеткам, не имевшим возможности реагировать на стимулы, концентрация клеток не менялась. А значит, рост популяции пучковых клеток в мышиных кишечниках был естественной защитной реакцией на заражение среды бактериями. Ричард Локсли, иммунолог медицинского центра UCSF, и его коллеги пытались разгадать, какие клетки в кишечнике ответственны за экспрессию интерлейкина-25 (IL-25) — центрального белкового сигнала аллергий немедленного типа и паразитических инвазий. Исследовательская группа генетически модифицировала клетки кишечника так, что любая клетка, экспрессирующая IL-25, синтезировала бы красный флуоресцентный белок. Таким образом ученые обнаружили пучковые клетки, сияющие ярко-красным под лучами флуоресцентного микроскопа. Команда ученых из Франции наблюдала способность пучковых клеток руководить защитной реакцией кишечника против паразитов — «weep and sweep». В ответ на «новоселье» бокаловидные клетки кишечника выделяют большой объем слизи, а гладкие мышцы интенсивно сокращаются, как бы выдавливая нежданного гостя из желудочно-кишечного тракта. Как оказалось, процесс запускается IL-25, который синтезируют пучковые клетки, «учуяв» выделяемые чужаком молекулы сукцината. Однако на этом функции пучковых клеток в организме млекопитающих не заканчиваются. В носовых ходах пучковые клетки в ответ на патоген активировали выработку бактерицидных белков клетками-соседями, а также посылали сигнал на остановку вдоха в дыхательный центр — полезная адаптация для тех, кто любит совать нос в грязные дела. В кишечнике мышей пучковые клетки заправляли регенерацией тканей при индуцированном колите. В мочевом пузыре вышеупомянутые клетки запускали процесс мочеиспускания. А в тимусе — органе, «воспитывающем» Т-клетки иммунной системы — участвовали в негативной селекции Т-клеток, предотвращая развитие аутоиммунных заболеваний. Несмотря на все преимущества обладания такими клетками, результаты показали, что и у них есть свои промахи: пучковые клетки могут способствовать развитию опухолей. В исследовании 2014 года Тимоти Ван, исследователь гастроэнтерологических форм рака при медицинском центре Колумбийского университета, и его коллеги изучали пучковые клетки, у которых был удален ген-супрессор опухолей APС. При индуцированном колите мутантные пучковые клетки начинали беспорядочно размножаться, формируя опухоли толстого кишечника. Другая работа намекает на то, что клетки-пучки дыхательной системы управляют такими состояниями, как астма, воспаление пазух и носовые полипы, путем высвобождения тех же иммуностимулирующих молекул, которые запускают защиту от паразитов. Подводя достигнутые на сегодня результаты, эпителиальные пучковые клетки — это стражи порядка, координирующие защитные реакции во многих органах тела. Помимо прочего, они участвуют в заживлении ран, созревании клеток иммунной системы, а иногда и образовании злокачественных опухолей. До сих пор клетки не потеряли все свои тайны. Какие молекулы патогенов они регистрируют и какие рецепторы запускают пути внутриклеточного сигналлинга, пока остается загадкой. Еще рано говорить о том, сыграют ли пучковые клетки ключевую роль в медицине будущего, но в любом случае новые открытия развеяли старое представление об этих клетках, как о каверзных странностях, которыми профессора подлавливают студентов-медиков на зачетах. Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.