Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) разработали молекулы, которые действуют как «клеточный клей», точно контролируя, как клетки слипаются. Это открытие представляет собой важный шаг вперед в построении тканей и органов — цели, которую долгое время преследовала регенеративная медицина.
«Адгезивные» молекулы уже естественным образом встречаются во всем человеческом организме. Они скрепляют десятки триллионов клетки в высокоорганизованном порядке. Они формируют структуры, создают нейронные цепи и направляют иммунные клетки к своим целям. Кроме того, адгезия облегчает связь между клетками, поддерживая баланс организма как саморегулирующейся системы. К взрослому возрасту многие молекулярные инструкции, управляющие этими генеративными процессами, исчезают, а некоторые ткани, например нервы, больше не восстанавливаются после травм или болезней. Регенеративная медицина стремится использовать эти клейкие молекулы для регенерации и заживления тканей.
Новые перспективы регенеративной медицины
В выпуске журнала Nature от 12 декабря 2022 года новое исследование (Я связываю это здесь) показали, как исследователи смогли сконструировать клетки так, чтобы они могли контролировать взаимодействие с другими клетками. Старший автор исследования, доктор Венделл Лим, подчеркнул важность этого открытия для области регенеративной медицины, позволяющей строить органы и ткани намного проще и быстрее.
«Структура ткани, такой как кожа, во многом зависит от того, как внутри нее расположены различные клетки», — говорит он. Адам Стивенс, доктор философии Института дизайна клеток и другой ведущий автор статьи.
Мы пытаемся контролировать эту клеточную организацию, необходимую для создания тканей с нужными свойствами.
Как работает механизм, разработанный учеными UCSF
Отличительные свойства ткани часто определяются тесным соединением ее клеток. В твердых органах, таких как легкие или печень, клетки часто плотно связаны друг с другом. Однако в иммунной системе более слабые связи позволяют клеткам проходить через кровеносные сосуды или ползать между более узкими клетками кожи или органов, чтобы достичь патогена или раны. Исследователи создали молекулы, которые разделяются на две части, чтобы контролировать клеточную связь. Одна часть действует вне клетки, вызывая взаимодействие с другими клетками. Другая часть, внутри клетки, регулирует силу связи. Эти части можно легко комбинировать и модифицировать для создания разных клеток, которые связываются по-разному.
«Очень здорово, что теперь мы лучше понимаем, как эволюция смогла создать тела», — добавил Стивенс. «Наша работа выявила гибкий код молекулярной адгезии, который определяет, как клетки взаимодействуют друг с другом. Теперь, когда мы начинаем это понимать, регенеративная медицина сможет использовать этот код, чтобы влиять на то, как клетки собираются в ткани и органы. Эти инструменты могут быть поистине революционными».
