Судьбой стволовых клеток управляют митохондрии

Они могут как способствовать заживлению, так и приводить к развитию опухолей.

В своем фундаментальном исследовании ученые из Технического университета Мюнхена (Тechnical University of Munich) выяснили, какую роль в клеточном гомеостазе играют митохондрии и что происходит, когда важнейший игрок антистрессовой программы в митохондриях выключен. С одной стороны, это приводит к потере стволовых клеток, с другой - способствует процессам заживления.

Кишечная система человека занимает площадь от 300 до 500 кв. м благодаря многочисленным выступам (ворсинкам). Эта внутренняя стенка кишечника под управлением стволовых клеток обновляется полностью каждые 4-5 дней. Митохондрии являются электростанцией клетки, обеспечивают энергию через дыхание и играют решающую роль в этом процессе.

Когда самообновления клеток эпителия кишечника прерывается, например, из-за дефектных митохондрий, хроническое воспаление вызывает клеточный стресс. Если представить его в графическом виде, то становится видно, как вещества определенным образом складываются в клетках, чтобы поддержать гомеостаз слизистой кишечника. Одним из этих регуляторов является белок теплового шока HSP60, который «отвечает» за поддержания статус-кво в митохондриях эпителиальных клеток кишечника.

Тщательно изучив его, ученые пришли к выводу, что этот белок является составной частью антистрессовой программы в клетках. Когда он деактивируется или отсутствует, в организме происходят существенные изменения. Стволовые клетки без HSP60 теряли способность к самостоятельной регенерации, в то время как окружающие эпителиальные клетки инициировали программу роста.

«Реакция на отсутствие HSP60 была поразительна,- говорит профессор Дирк Галлер (Dirk Haller), - хотя стволовые клетки потеряли свои характерные свойства, остальные клетки в слизистой кишечника, напротив, активировали программу роста, обуславливающую гиперпролиферацию и регенерацию тканей. Клетки с разрушенными митохондриальными функциями стимулировали факторы роста как призыв о помощи».

Отсутствие этого белка привело к установлению связей между клетками, вызывающих ранее неизвестные механизмы заживления кишечника, что актуально при травмах или воспалениях кишечника. Это наглядно демонстрирует, как митохондрии регулируют обновление тканей в кишечнике. При этом постоянные воспалительные процессы в кишечнике стимулируют его стволовые клетки к самообновлению, что может способствовать развитию опухолей.