«Названный по месту расположения на макушке головы, коронарный шов поражен рядом врожденных дефектов», – сказал ведущий автор Д’Жуан Фармер, научный сотрудник лаборатории Крампа. «Этим младенцам и детям предстоит пройти серию инвазивных и опасных операций по расширению черепа, и мы хотели понять, почему коронарный шов особенно чувствителен к нарушениям генов. Итак, с целью продвижения новых вмешательств для пациентов, мы создали первое подробное пошаговое описание того, как развивается этот шов."
Чтобы добиться этого, Фармер и его сотрудники изолировали клетки из развивающихся коронарных швов мышей. Затем команда использовала сложные новые методы секвенирования ДНК для каталогизации активности всех генов, кодирующих белок, в тысячах отдельных клеток.
Основываясь на уникальных отпечатках активности генов, они смогли идентифицировать 14 различных типов клеток внутри и вокруг развивающегося шва. При этом они также определили новые гены, которые могут участвовать в создании и поддержании стволовых клеток, которые растут кости черепа по обе стороны от шва.
В ткани, соединяющей кости черепа с нижележащим мозгом, ученые определили много интересных типов клеток, которые могут связываться с шовными стволовыми клетками, чтобы регулировать их активность. Ученые также обнаружили вышележащие связочные клетки, которые соединяют пластинки черепа и сохраняются во взрослой жизни.
Когда эти связочные клетки растягиваются растущим мозгом, они потенциально могут служить индикатором для ближайших костных предшественников, что пора увеличивать череп.
Ученые также изучили модель на мышах для конкретной формы краниосиностоза, синдрома Сэтре-Чотцена, чтобы понять, как могут быть затронуты различные типы клеток. У здоровых мышей шовные стволовые клетки были распределены асимметрично. Вероятно, это способствует уникальной особенности коронарного шва: перекрытие пластин черепа.
Напротив, у мышей с краниосиностозом было гораздо меньше шовных стволовых клеток, расположенных в более симметричном распределении. Это может привести к тому, что края пластин черепа врастают друг в друга и способствуют сращиванию швов.
«Изучая самые ранние стадии развития коронарного шва при клеточном разрешении, наше исследование дает ключевое понимание того, почему этот шов особенно уязвим для дефектов у новорожденных с краниосиностозом», – сказал Фармер. "Мы надеемся, что эти результаты могут послужить основой для менее инвазивных или даже профилактических методов лечения младенцев и детей с этим разрушительным врожденным дефектом."