Единичная клетка взрослой планарии способна полностью восстановить организм
Видео: Острицы и аскариды
Плоские черви планарии во взрослом состоянии сохраняют «всемогущие» стволовые клетки, способные превратиться в клетку любой другой ткани и органа. При сильных повреждениях одна такая клетка фактически может заново создать взрослую планарию.
Планария (фото pbertner). |
Фантастические способности планарий к регенерации известны давно. Если разрезать этого плоского червя на 100 фрагментов, то каждый из них восстановит полноценный организм, со всеми системами и внутренними органами. Но источник таких регенерационных способностей долгое время оставался неизвестным.
Оказалось, что у взрослых планарий в организме остаётся заметная популяция эмбриональных стволовых клеток, из которых развиваются клетки любого типа. Многие животные, в том числе человек, сохраняют стволовые клетки до зрелого возраста, но они не имеют универсальности. Так, гематопоэтические стволовые клетки могут дать только клетки крови- стволовые клетки кожи способны восстанавливать лишь покровы тела, кожу и волосы.
Питер Реддин из Медицинского института Говарда Хьюза вместе с коллегами из Массачусетского технологического института решил выяснить способности стволовых клеток планарий. Чтобы подавить способность клеток червей к делению, исследователи подвергали планарий радиационному облучению- при этом выбранная доза радиации позволяла выжить некоторым необластам (клеткам, которые мигрируют в зоны поражений и заживляют раны, образуя здоровую ткань). Такие необласты, когда их потом пытались выращивать в культуре клеток, демонстрировали все свойства стволовых клеток, образуя клетки различных тканей. Некоторые из необластов (их назвали клоногенными) были в состоянии превращаться во все ткани взрослого червя.
Чтобы подтвердить универсальность клоногенных необластов, учёные пересаживали их червям, облучённым смертельной дозой радиации, когда у планарии не оставалось ни одной клетки, способной к делению. То, что происходило дальше, сами исследователи называют не иначе, как научно-фантастическим фильмом: единственная клетка полностью оздоровляла облучённую планарию! Медленно, но верно потомки пересаженной клетки заменяли повреждённые ткани по всему организму, вплоть до нервных узлов и органов чувств. В конце процесса червь состоял из клеток, генетически идентичных исходной донорской клоногенной клетке. При этом животное чувствовало себя нормально, питалось, росло и размножалось.
Отчёт об этом исследовании опубликован в сегодняшнем выпуске журнала Science.
Фундаментальная наука утверждает, что это первый случай, когда взрослое животное несёт плюрипотентные стволовые клетки. До сих пор считалось, что такие всемогущие клетки заканчиваются у организма с его рождением. Ну а для прикладной науки это означает возможный прорыв в регенеративной медицине: если удастся найти человеческие гены, аналогичные тем, что управляют необластами у червей, можно будет создавать похожие всемогущие клетки и на человеческом материале.
