Ученые из University of Texas Southwestern Medical Center обнаружили, что при нормальном эмбриональном развитии умирающие стволовые клетки подают сигналы, побуждающие здоровые клетки «поедать» их. Отсутствие таких сигналов приводит к нарушениям в развитии, воспалительным реакциям и аутоиммунным заболеваниям.

Работа выполнена под руководством руководителя отдела инфекционных заболеваний доктора Beth Levine. Ученые исследовали процесс аутофагии (самопоедания), сопутствующий первой волне запрограммированной клеточной смерти (апоптоза) на ранних стадиях эмбрионального развития млекопитающих. Это происходит при образовании внутренней полости (cavitation) в раннем эмбрионе, представляющем собой шарик из клеток. Полость образуется за счет того, что клетки внутри этого шарика погибают и рассасываются.

Эмбриоидные тела, полученные из лишенных определяющих аутофагию генов atg5 или beclin 1 клеток, не могли нормально сформировать полость. Это нарушение было связано не с отклонениями в процессе апоптоза, а с накоплением мертвых клеток, не удаляющихся из внутренней части эмбриона. Лишенные генов аутофагии клетки давали слишком слабый сигнал «иди ко мне» (экспозиция снаружи клеточной мембраны лизофосфатидилхолина) и не могли подавать сигналы «съешь меня» (экспозиция фосфатидилсерина), что было связано с низким содержанием клеточной АТФ. Интересно, что воздействие на клетки другим источником энергии, метилпируватом, позволяло восстановить нормальную аутофагию.

У мышей без гена atg5 происходили нарушения эмбрионального развития, связанные с дефектом апоптического поглощения мертвых клеток, поскольку здоровые клетки не получали нужных сигналов (они «поедали» менее 25% погибающих клеток, тогда как в норме уничтожают 75%).

Ученые предполагают, что нарушения аутофагии вследствие накопления мертвых клеток могут усиливать воспалительные процессы при нейродегенеративных и других заболеваниях, а также приводить к развитию аутоиммунных заболеваний. Таким образом, восстановление сигналов аутофагии от погибающих клеток может быть способом излечения таких болезней.

Материалы исследования представлены в статье Qu X, et al. Autophagy Gene-Dependent Clearance of Apoptotic Cells during Embryonic Development. Cell 2007 Mar 9;128(5):931-46

www.cmbt.su