Как организм избавляется от мёртвых клеток — новое открытие учёных из США

Специалисты из Университета Техаса в Арлингтоне раскрыли ранее неизвестный механизм, с помощью которого живой организм очищается от отмерших клеток, сообщает издание PLOS Genetics. Работа исследователей даёт новое понимание роли стресс-ответных генов в процессе клеточной регуляции, выходя за рамки их привычной функции.

Ведущий автор исследования, аспирант Аладин Эльхалил, работающий в лаборатории профессора Пии Гхосе, пояснил, что клетки в организме непрерывно обновляются, и своевременное удаление погибших клеток является критически важным для поддержания здоровья. По его словам, игнорирование этого процесса может привести к развитию различных патологий.

"Клетки умирают ежедневно, и если они не будут убираться, это вызовет серьёзные сбои в организме", — отметил Эльхалил, уточнив, что вопрос утилизации клеточных остатков долгое время оставался недостаточно изученным.

Для проведения своих исследований группа учёных выбрала модельный организм — нематоду Caenorhabditis elegans. Благодаря прозрачному телу этих червей стало возможным визуализировать процесс клеточной гибели и последующего удаления мёртвых клеток в реальном времени. Учёные применили современную технологию редактирования генома CRISPR/Cas9, что позволило им проследить за активацией определённых генов в ответ на клеточную смерть и стресс.

Одним из центральных объектов анализа стал ген lyst, который ранее связывали с редким наследственным заболеванием — синдромом Чедиака-Хигаси. Эта патология характеризуется неспособностью клеток эффективно удалять отходы своей жизнедеятельности. Исследователям удалось установить, что данный ген регулируется системой стрессовых генов — механизм, ранее не ассоциировавшийся с процессом удаления мёртвых клеток.

Аладин Эльхалил выразил удивление тем, что механизмы, призванные помогать организму справляться со стрессом, оказываются вовлечёнными и в процессы клеточной очистки.

"Мы всегда думали, что эти гены отвечают исключительно за реакцию на внешние или внутренние нагрузки. Однако теперь мы видим, что они также участвуют в регулировании клеточного «порядка»", — прокомментировал он.

Полученные результаты открывают перспективы для дальнейшего изучения аутоиммунных и нейродегенеративных заболеваний. Учёные полагают, что неэффективное удаление мёртвых клеток может запускать воспалительные процессы, а также приводить к накоплению клеточных остатков, характерному, например, для болезни Альцгеймера. Кроме того, существует связь между нарушениями в механизмах клеточной очистки и расстройствами обмена веществ, включая диабет и ожирение.

Несмотря на впечатляющие выводы, исследование пока ограничено моделью червей C. elegans. Исследователи подчёркивают, что, хотя генетические механизмы у этих организмов во многом схожи с человеческими, прямое перенесение результатов на человека требует дополнительной проверки. Учёные осторожны в прогнозах, указывая на необходимость дальнейших экспериментов.

Ранее команда, в которую входят Эльхалил и Гхосе, разработала инфракрасную методику, позволяющую отслеживать поведение молекул внутри клеток. Этот опыт также стал частью комплекса подходов, применённых в новом исследовании.