Стволовые клетки наставили рога

Регенерацию рогов оленей обеспечивают клетки, способные превратиться в кость и в жир

Биологам удалось обнаружить стволовые клетки, благодаря которым каждый год у оленей отрастают новые рога. Это первый случай, когда удалось подробно проследить участие клеток-предшественников в регенерации целого органа у млекопитающих. Подобные исследования позволяют надеяться на удешевление методов регенеративной медицины.

Возможно, движущей силой первых исследований регенерации была именно зависть людей вообще и биологов в частности к более «одаренным» представителям фауны, обладающими феноменальными способностями к восстановлению. Восстановлению не только конечностей, что происходит у ящериц, но иногда и всего тела, как у червей.

«Высокоорганизованность» млекопитающих считается главной причиной того, что все они в этом плане обделены природой. Но и здесь есть одно исключение – рога, регулярно обновляющиеся и растущие ничуть не медленнее, чем хвост ящерицы. И хотя последние двадцать--тридцать лет основной акцент был направлен на медицинские аспекты проблемы, теперь избыточное финансирование, позволяющее ученым не только искать пути реализации, но и заниматься «чистой наукой», даёт возможность исследовать и эти фундаментальные процессы.

Биологи из Гёттингена и Хильдесхайма, работающие среди обширных лесов Центральной Германии, изучили рост рогов лани (Dama dama), заключив, что процесс этот обеспечивается стволовыми клетками.

Рог

образование на головах у представителей семейств полорогих, вилорогих, оленевых и жирафовых, а также у носороговых. В широком смысле этого слова, рогами могут называться и внешне схожие образования на теле у других животных, например у жуков.

У носорогов рог является тврдым наростом из склееных щетинообразных волос. Несмотря на название семейства единороговых, имеющийся у нарвала рог таковым не является. У него речь идт о бивне.

Сразу же после того, как олень сбрасывает старые рога, рана на верхушке «роговых пеньков» отграничивается надкостницей и быстро нарастающим эпителием. А следующий за этим рост поражает своей скоростью. У больших видов, например, у благородного оленя (Cervus elaphus), она может достигать 1 см в сутки.

Поскольку строение рогов больше напоминает строение кости, нежели производных кожи, то и стволовые клетки ученые стали искать в богатой сосудами и нервами надкостнице. И клетки-предшественники были обнаружены и идентифицированы. Идентификация, или типирование, клеток в таких случаях становится главной задачей. Этот процесс заключается в поиске цитоплазматических и ядерных уникальных маркеров, характерных только для данного типа клеток.

Ганс Рольф и его коллеги нашли в растущих рогах клетки, экспрессирующие STRO-1+ – маркер активно делящихся и способных к дифференцировке предшественников. Хотя большая их часть была обнаружена в надкостнице «пеньков», немало их самих оказалось и в растущих рогах. Эти клетки способны к превращению как в остеобласты – клетки кости, так и в адипоциты – клетки жировой ткани.

В работе, опубликованной в PLOS:Bioilogy, Рольф отдельно отметил, что активация предшественников – процесс циклический, происходящий по неизвестным пока причинам.

В гипофизе нашлись особые стволовые клетки

Ученые из знаменитой американской лаборатории Колд-Спринг-Харбор обнаружили в развивающемся гипофизе мышей стволовые клетки, позволяющие этой железе внутренней секреции не только восстанавливаться после небольших повреждений, но и реагировать на изменения условий.

Как отметили ученые, гипофиз в этом плане действительно уникален – он развивается не только в эмбриональном периоде, но и имеет и «второе дыхание» – пик роста через несколько недель после рождения.

При этом, как показали ученые, это происходит уже за счет других клеток – пересадка «взрослых» стволовых клеток в эмбриональный орган не продолжалась ростом и делением.

Гипотезу о том, что такие же клетки есть и у взрослого человека еще только предстоит проверить, но это могло бы объяснить, почему эта железа так быстро реагирует на изменения условий. А кроме того – помочь в лечении многочисленных заболеваний, вызванных недостатком е функции.

Идентификация именно этих причин могла бы значительно подвинуть вперед клеточную терапию, ведь гораздо эффективней, безопасней, а главное, дешевле не подсаживать в организм искусственный фрагмент ткани, а активировать его резервы. Кроме того, это уникальный случай, демонстрирующий, как стволовые клетки не только участвуют в регенерации, но и заново выстраивают полноценную «конечность».

Возможно, регенеративная медицина, находящаяся сейчас и так на подъеме и уже обладающая несколькими десятками методов, позволяющих восстанавливать дефекты кости, хряща и кожи, получит новый толчок и направление для своего развития. С учетом того, что цена тканевоинженерных эквивалентов сейчас немаленькая – от $10 до $30 тысяч требуется только на одну процедуру восстановления хряща в коленном суставе, оно того явно стоит. И хотя проблема выращивания рогов у людей не стоит, ортопедам и травматологам исследования Рольфа и его коллег открывают широкие горизонты.