Старение тканей и их восприимчивость к раку зависят от геометрии ниши стволовых клеток

Способность к пролиферации нормальных клеток, в том числе взрослых стволовых клеток, ограничивается сокращением длины теломеров. Считается, что наступление репликативного старения защищает делящиеся клетки от злокачественного перерождения; в то же время, это становится причиной старения ткани и нарушения ее функций.

Недавние эксперименты показали, что мышиные стволовые клетки кишечника делятся симметрично, случайным образом «принимая решение», какой из получившихся при делении клеток оставаться стволовой, а какой продолжать дифференцировку, постепенно теряя ДНК в области теломеров. Дальнейшую судьбу новой клетки (оставаться ей стволовой или вступать в дифференцировку) определяет локальное клеточное и химическое микроокружение (ниша).

Британский ученый К.Б. Благоев из University of Cambridge предположил, что в динамике клеточной пролиферации и определении судьбы разделившихся клеток важную роль может играть архитектура ткани.

Принимая во внимание, что структура ниши стволовых клеток (СК) определяет как их пролиферативный потенциал, так и восприимчивость к раку, была создана теоретическая модель, в которой количественно оценивалось влияние архитектуры ниши на пролиферацию СК. Пролиферативный потенциал ниши оценивали в связи с пролиферативным потенциалом отдельных СК в разных структурных элементах ниши.

Было выявлено, что СК на периферии ниши выполняю функции как деления и дифференцировки, так и сохранения границ ниши, поэтому они более восприимчивы к различным неблагоприятным воздействиям. Таким образом, геометрия ниши играет важную роль в определении порядка деления СК и их дифференцировки.

При меньших значениях отношения площади поверхности ниши к ее объему СК более восприимчивы к злокачественному перерождению, обладают более высокой способностью к обновлению ткани и стареют с меньшей скоростью.

По мнению доктора П.И. Катуняна, главного врача московского Центра медико-биологических технологий, для подтверждения теоретически выявленной закономерности необходимо проведение серии экспериментов.

Материалы исследования представлены в статье Blagoev KB. Organ aging and susceptibility to cancer may be related to the geometry of the stem cell niche.

news.gradusnik.ru