Биологи открыли ген, "дирижирующий" ростом органов
Ученые сделали первый шаг к выращиванию утерянных органов прямо внутри тела пациентов, обнаружив в ДНК рыб необычный ген, управляющий поведением стволовых клеток во время первичного роста организма, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Stem Cell.
"Мы достаточно давно научились выращивать миниатюрные копии органов в пробирке, но мы ничего не знаем о том, как они растут в теле животных. И если нам хочется выращивать полноценные органы в лаборатории или прямо в теле пациента, нам нужно понять, как заставить их расти "правильным" образом", - рассказывает Питер Карри (Peter Currie) из университета Монаш в Клейтоне (Австралия).
За последние два десятилетия биологи научились превращать стволовые клетки в ткани костей, мускулов, кожи и нервной системы. Такие ткани могут стать "запчастями" на случай повреждения тела или лекарством для ряда дегенеративных заболеваний. К примеру, культуры "стволовых" нейронов могут стать панацеей для лечения болезней Альцгеймера и Паркинсона, а другие их версии помогут вернуть утерянные конечности или органы.
В частности, в апреле 2012 года ученые смогли превратить стволовые клетки в волосяные луковицы и успешно пересадили их на затылок "лысых" мышей. В прошлом и позапрошлом году японские ученые собрали полноценные копии различных органов, таких как почки или печень, из стволовых клеток, а также вырастили ногу крысы и "подключили" ее к телу грызуна. Все эти опыты пока проводятся на животных, однако в ближайшие годы аналогичные эксперименты начнутся на человеческих клетках.
По словам Карри, главной проблемой всех подобных опытов является то, что подобным образом ученые могут изготовлять лишь небольшие органы, подходящие для имплантации в тело мышей, но не человека. Созданию более крупных органов мешает то, что стволовые клетки начинают массово гибнуть в том случае, если толщина выращиваемой ткани превышает некую критическую отметку.
Решение этой проблемы, как выяснили австралийские биологи, может скрываться в стволовых клетках, содержащихся почти во всех органах человека и животных и участвующих в починке повреждений или замене тканей, отработавших свой срок жизни. Эти клетки каким-то образом, отмечает Карри, "знают", где находятся границы того или иного органа и растут только до их пределов, восполняя то, что было утеряно ранее.
Секрет их работы, как показали опыты на зародышах рыбок-зебр (Danio rerio), заключается в присутствии в них особого белка и связанного с ним гена Meox1. Они в прямом смысле "дирижируют" ростом органов и определяют то, какие стволовые клетки прекращают размножаться практически сразу после формирования зародыша и превращаются в заготовки "взрослых" клеток, а какие сохраняют способность к делению и помогают органам чинить себя после ранений и травм.
Если Meox1 отключить, то мускулы и прочие ткани тела перестают развиваться нормально и начинают деформироваться, "врастая" в другие органы или неожиданно атрофируясь. Этот белок и ген, а также другие подобные механизмы, как считают ученые, могут управлять формированием всех органов в теле человека и других животных. Открытие других подобных молекул и изучение их работы поможет нам понять, как можно заставить стволовые клетки "самостоятельно" починить поврежденный орган или вырастить его замену внутри тела пациента.
