Telo oživljava ćelije označene za smrt – misterija stara 50 godina

Kad je tkivo ozbiljno oštećeno, preostale ćelije mogu reagovati koncentrisanim naletom biološke popravke, što je poznato kao kompenzatorna proliferacija. Gotovo 50 godina nakon što je ova strategija preživljavanja prvi put identifikovana u larvama mušica, naučnici su sad utvrdili molekularni mehanizam u njenoj osnovi.

Razumevanje kako ovaj proces funkcioniše – i kako bi mogao da se kontroliše – moglo bi pomoći u razvoju novih načina za sprečavanje povratka raka, kažu istraživači iz Naučnog instituta Vajcman u Izraelu.

Preporučujemo

Ključ za otkriće su kaspaze, enzimi povezani sa programiranom smrću ćelija (kada telo uništava ćelije da bi ostalo zdravo ili oblikovalo tkiva). U poslednjim godinama, istraživanja su pokazala da kaspaze nisu uvek ubice – uključene su u razne druge bitne procese.

Istraživači su se vratili na početak sa kompenzatornom proliferacijom, koristeći isti eksperiment koji je doveo do njenog otkrića: bombardovanje larvi vinske mušice (Drosophila melanogaster) visokom dozom zračenja. Ovaj put su se naučnici više fokusirali na fazu regeneracije.

„Cilj je bio da identifikujemo ćelije koje pritiskaju dugme za samouništenje, ali ipak prežive. Da bismo to uradili, upotrebili smo odloženi senzor koji je izveštavao o ćelijama u kojima je inicijatorska kaspaza aktivirana, ali su ipak preživele zračenje“.

Istraživači su otkrili da se, nakon oštećenja zračenjem, tkivo regeneriše putem zajedničkog rada dve vrste preživelih ćelija.

Ćelije jedne vrste su prvobitno označene za smrt – aktiviraju kaspazu zvanu Dronc – ali na kraju izbegnu smrt i brzo se razmnožavaju kako bi popravile oštećeno tkivo. Dobile su ime DARE ćelije (koje aktiviraju Dronc).

Dalja analiza je otkrila da DARE ćelije ne deluju same. Identifikovana je još jedna populacija ćelija otpornih na smrt, ali za razliku od DARE ćelija one nisu pokazivale aktivaciju inicijatorske kaspaze. Nazvane su NARE ćelije.

Iako ove NARE ćelije nisu bile označene za smrt, njih regrutuju DARE ćelije da obave popravke. Takođe regulišu proces da bi sprečile previše regeneracije.

Važno je da su preživele DARE ćelije i tkivo u čijoj regeneraciji pomažu još otpornije na smrt. Nakon drugog naleta zračenja, postale su mnogo teže za ubijanje – fenomen koji je ranije viđen kod kanceroznih tumora.

„Potomci DARE ćelija su pokazali izuzetnu otpornost – sedam puta veću otpornost na ćelijsku smrt nego kod ćelija u originalnom tkivu. Ovo može pomoći da se objasni zašto povratni tumori postaju otporniji nakon zračenja“, kažu istraživači.

Identifikovan je i molekularni motorni protein, Myo1D, koji izgleda štiti DARE ćelije od smrti. Opet, postoji veza sa biologijom raka: smatra se da kanceri takođe mogu iskoristiti Myo1D kako bi ostali živi.

Iako ovi rezultati treba da budu potvrđeni u ljudskim tkivima, sad kada znamo detaljan mehanizam kompenzatorne proliferacije, mnogo je verovatnije da će naučnici pronaći načine da ga podstaknu ili omoguće (radi lečenja oštećenog tkiva) ili blokiraju (radi zaustavljanja raka).

„Nadamo se da, kao što je često slučaj sa modelima mušica, stečeno znanje može biti preneto u razumevanje mehanizama koji balansiraju rast i daju otpornost na ćelijsku smrt u ljudskim tkivima. Rezultati takođe ukazuju na nove načine na koje bismo mogli ubrzati korisnu regeneraciju zdravog tkiva nakon povrede“, kažu istraživači.

(Telegraf Nauka/Science Alert)