Связь между клетками играет важную роль в решении их судьбы.

Ученые нашли способ доказать, что биохимические сигналы, посылаемые от клетки к клетке, играют важную роль в определении того, как эти клетки развиваются. В журнале было опубликовано исследование исследователей из колледжа литературы, искусства и наук Дорнсайф Университета Южной Калифорнии. Разработка 22 декабря.

Немного предыстории:

• Все клетки в организме начинаются как стволовые клетки.
• Проще говоря, кровь образуется, когда стволовые клетки в костном мозге развиваются по одному из трех путей, превращаясь в переносящие кислород красные клетки, белые клетки иммунной системы или тромбоциты, которые сгущаются, чтобы остановить кровотечение.
• Ученые давно признали, что коммуникация между клетками может влиять на их судьбу, но в большинстве своем они сочли это слишком сложным для непосредственного изучения.
• Клетки могут общаться, посылая туда и обратно факторы роста, гормоны или другие молекулы.

Какие новости:

• Адам Маклин из USC Dornsife, доцент кафедры количественной и вычислительной биологии и докторант Меган Роммельфангер, нашли способ лучше понять, как межклеточная коммуникация влияет на развитие стволовых клеток крови.
• Ученые обнаружили, что процесс коммуникации может резко изменить формирование типов клеток крови.
• Они также обнаружили, что расстояние между ячейками имеет значение.

«Мы обнаружили, что процесс коммуникации может резко изменить формирование типов клеток крови, и что клетки, расположенные ближе друг к другу, имеют большее влияние на судьбу друг друга», – сказал Маклин.

Споры разрешены

Исследователи, пытающиеся определить, какие ранние факторы подталкивают клетку по тому или иному пути развития, задавались вопросом, достаточно ли случайных колебаний внутри клетки, чтобы решить, какой путь выбрать. Многие модели предполагали, что это так, но недавние прорывные исследования показали, что случайных флуктуаций недостаточно, что что-то еще ведет клетки к их судьбе.

Модель, которую разработали Маклин и Роммельфангер, по-видимому, в целом положила конец спорам. Они показывают, что связь между ячейками может фактически быть решающим фактором, который устанавливает ячейки на определенном пути.

Почему это важно:

• Сосредоточившись на понимании стволовых клеток, исследование может помочь ученым понять, как возникает рак.
• Например, лейкозы развиваются, когда определенные белые кровяные тельца начинают бесконтрольно расти и накапливаться.
• Определение факторов, которые подталкивают клетки к раку, может открыть возможности для профилактики и лечения.

«Понимая, как принимаются решения о судьбе клеток крови, – сказал Маклин, – мы приближаемся к возможности идентифицировать клетки происхождения лейкемии, и теоретически мы можем разработать стратегии для контроля или изменения принятия решений о судьбе клеток и остановить развитие лейкозных клеток. рак.”

Исследование может помочь улучшить методы лечения рака, такие как пересадка костного мозга.

• Трансплантация костного мозга включает введение костного мозга – и стволовых клеток внутри – от здорового донора пациентам с лейкемией и лимфомой, рак и костный мозг которых были уничтожены химиотерапией и радиацией.
• Несмотря на успех, ученые и клиницисты до сих пор не до конца понимают, как работает BMT.

«Лучшее понимание решений о судьбе стволовых клеток, как показывает наше исследование, может дать новое понимание для улучшения клинических исходов при этих заболеваниях», – сказал Маклин.

Больше, чем просто кровь

Эта новая модель имеет важные последствия не только для системы крови.

«Наша модель широко применима, поэтому исследователи, работающие с другими типами клеток, могут применить ее, чтобы выяснить для этих других клеток, насколько важной может быть межклеточная связь», – сказал Маклин.

Что дальше:

По словам Маклина, роль межклеточной коммуникации в определении клеточной судьбы находится на начальной стадии, но дальнейшие эксперименты и будущие технологии для интеграции этих новых типов данных со сложными моделями должны помочь расширить понимание.

Кроме того, команда разрабатывает методы для изучения регуляции ключевых генов, участвующих в принятии решений о судьбе клеток, что должно способствовать дальнейшему развитию их общей теоретической модели.

Об исследовании

Эта работа была поддержана грантом Национального научного фонда DMS 2045327 и стипендией USC Women in Science and Engineering Top-up Fellowship.