Путь развития стволовой клетки зависит от ее формы
Последняя редакция: 16.10.2021
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Чтобы направить стволовую клетку по нужному пути развития, вовсе не обязательно снабжать её соответствующими гормонами и другими биохимическими сигналами, достаточно просто заставить её принять форму клетки нужной ткани.
Что заставляет стволовые клетки превращаться в другой, строго определённый тип клеток? Как, например, костные стволовые клетки узнают, что им нужно стать именно клеткой кости, а не хряща? Эти вопросы имеют большое значение как для фундаментальной науки, так и для прикладной. В регенеративной медицине больные ткани замещаются здоровыми, полученными из стволовых клеток, и медики должны быть уверены в том, что стволовые клетки превратятся именно в нужную ткань.
Известно, что такие клетки подчиняются химическим сигналам: гормон может скомандовать стволовой клетке дать начало той или иной зрелой ткани. С другой стороны, есть данные о том, что клеточная дифференцировка зависит от типа поверхности, на которой живёт и размножается клеточная культура: контакт клетки с субстратом определяет её судьбу. Исследователи из Национального института стандартов и технологии (США) предполагают, что превращения стволовой клетки зависят от формы, которую ей пришлось принять.
Для выращивания ткани из стволовых клеток медики используют временные полимерные имплантаты, которые служат подложкой, трёхмерным фундаментом. Скелет-имплантат организует клетки в пространстве и направляет их рост. В эксперименте учёные сажали стволовые клетки костной ткани на несколько типов таких имплантатов, которые различались пространственной структурой. При этом клетки выращивались без добавления каких-нибудь гормонов или прочих веществ, которые могли бы «рассказать» им о пути развития. В итоге только в одном случае из пяти стволовые клетки начали накапливать кальций, что является свидетельством их превращения в зрелую клетку кости. Чтобы успешно закрепиться на этом субстрате, клетки должны были вытянуться и дать длинные отростки, то есть принять форму зрелого остеоцита.
Таким образом, как пишут авторы в журнале Biomaterials, стволовые клетки можно подтолкнуть на нужный путь развития безо всяких химических сигнальных коктейлей. Достаточно придать им характерную форму, свойственную клеткам требуемой ткани.
На первый взгляд, результат странный и непонятный. Это всё равно что сказать: студенты становятся врачами потому, что в медвузовской практике их заставляют носить белые халаты. Учёным ещё предстоит объяснить, как морфология клеток определяет их поведение. Но, безусловно, пространственный способ выращивания новой ткани представляется более дешёвым и простым по сравнению с сигнально-химическим «культивированием».