Способ обновления печени может быть проще, чем предполагали ученые. Новое исследование, появившееся в выпуске журнала «Биологическая химия» от 13 апреля, предоставляет новую информацию о внутренней работе клеток, регенерирующих печень, которые могут существенно повлиять на то, как врачи заставляют снова отрастать печень у пациентов с такими заболеваниями печени, как цирроз, гепатит и др. или рак.
"Печень человека – один из немногих органов в организме, который может регенерировать всего лишь из 25 процентов своей ткани," говорит Сет Карп, доцент кафедры хирургии Гарвардской медицинской школы в Бостоне и главный автор исследования. "Неизвестно, как печень это делает, но наши результаты дают некоторые подробности того, что делает печень такой уникальной."
Хотя регенерация органов наблюдалась у многих животных, детали того, как это происходит на клеточном уровне, до сих пор полностью не изучены. На данный момент ученые показали, что клетки, участвующие в регенерации тканей, ведут себя так, как если бы они были частью растущего органа эмбриона. Другими словами, клетки действуют так, как будто печень растет, как и другие органы развивающегося эмбриона.
Многие из белков, которые вызывают регенерацию органов, были идентифицированы, и теперь ученые пытаются заставить органы вырасти заново, стимулируя эти белки. Такой способ восстановления печени будет особенно полезен для пациентов, чья печень настолько повреждена – скажем, опухолью, распространившейся на большую часть печени, – что большая часть будет удалена. Если такие пациенты не получат необходимое количество трансплантата печени от донора органов, они не всегда выживают. Быстрая стимуляция роста оставшейся части печени может быть их единственным шансом на выживание.
Чтобы исследовать, как регенерируется печень, Карп и его коллеги решили определить, какие белки участвуют в регенерирующих клетках. Ученые также были заинтересованы в том, чтобы проверить, ведут ли регенерирующие клетки как эмбриональные, как это обычно предполагается для других органов. Ученые считают, что новые процессы могут объяснить, почему печень обладает такой уникальной способностью к обновлению и восстановлению после травм.
Команда Карпа рассмотрела два образца мышей. Первый состоял из эмбриональных мышей на разных стадиях развития, а второй состоял из взрослых мышей, у которых было удалено две трети печени. Используя такие методы, как микроматрицы ДНК, которые определяют, какие гены активны в клетках, и программы, анализирующие собранную информацию, ученые составили список всех белков, которые помогают клеткам расти и размножаться в обоих образцах.
Результаты были неожиданными. Исследователи заметили, что только несколько белков были общими для обоих процессов. Белки, называемые факторами транскрипции, которые влияют на ДНК в ядре клетки, принимали активное участие в развитии печени эмбриона, но не в регенерации печени взрослого человека. Вместо этого белки, которые помогают клеткам размножаться, были активны как в развивающейся, так и в регенерирующей печени.
Эти результаты показали, что регенерирующая печень не ведет себя как развивающийся эмбрион. Напротив, регенерация может происходить только из-за увеличения количества клеток, которые размножаются посредством регулярных делений клеток, и этот процесс называется гиперплазией.
Новые результаты могут иметь важное медицинское значение. Известно, что факторами транскрипции труднее манипулировать, чем другими идентифицированными белками. Поскольку факторы транскрипции не присутствовали в регенерирующей печени, было бы легче стимулировать регенерацию печени, активировав только другие идентифицированные белки.
"Эти результаты очень обнадеживают," Карп говорит. "Мы не только обнаружили, что количество белков, участвующих в регенерации печени, относительно невелико, но и не включают факторы транскрипции, поэтому мы можем быть ближе к способности стимулировать регенерацию печени, чем мы думали."
Следующим шагом ученых станет понимание того, являются ли регенерирующие клетки стволовыми. Исследования показали, что взрослые стволовые клетки участвуют в восстановлении многих органов, но в случае печени клетки, восстанавливающие ее посредством регенерации, могут быть просто обычными клетками, а не стволовыми.
"Мы думаем, что печень восстанавливается благодаря относительно простому процессу, который может объяснить ее потрясающую способность к самовосстановлению," Карп говорит.
Источник: Американское общество биохимии и молекулярной биологии