Механизм, обнаруженный у мышей, был разработан исследователями Института Гурдона Кембриджского университета.
Давно известно, что печень человека – один из органов, способных регенерировать собственную ткань после кратковременной травмы.
Но хронические повреждения при таких состояниях, как злоупотребление алкоголем, жировая болезнь печени и некоторые вирусные инфекции, приводят к нарушению регенерации и циррозу (рубцеванию) с возможной потерей функции печени.
Молекулярные механизмы, с помощью которых взрослые клетки печени запускают регенеративный ответ, и то, как это не удается при хроническом заболевании печени, остаются в значительной степени неизвестными.
Около 30 миллионов человек по всей Европе страдают от хронических заболеваний печени, от которых в настоящее время нет лечения, а трансплантация печени является единственным методом лечения печеночной недостаточности. Поэтому ученые изучают, как запустить внутреннюю регенеративную способность печени в качестве альтернативного средства для восстановления функции.
Исследователи использовали мышей и органоиды печени («мини-печень», полученную в лаборатории из клеток печени мышей) для изучения регенерации печени у взрослых. Они обнаружили, что молекула под названием TET1 вырабатывается в здоровых взрослых клетках печени на первых этапах регенерации, и что этот процесс имитируется органоидами печени, где она играет роль в стимуляции роста органоидов.
Работа описана в статье, опубликованной в журнале Nature Cell Biology.
Доктор Луиджи Алоиа, первый автор статьи и постдокторский исследователь в Институте Гурдона, сказал: «Теперь мы понимаем, как взрослые клетки печени реагируют на изменения, вызванные повреждением тканей. Это открывает путь для увлекательной будущей работы по ускорению регенерации клеток при хронических заболеваниях печени или в других органах, где регенерация минимальна, таких как мозг или поджелудочная железа."
Известно, что TET1 и подобные молекулы необходимы в развивающемся эмбрионе, где клетки делятся и дифференцируются, производя все различные органы тела.
Но это исследование является первым, демонстрирующим, что активность TET1 лежит в основе регенерации ткани печени взрослых мышей.
Печень взрослого человека образована двумя основными типами клеток: гепатоцитами, которые выполняют многие функции печени, и протоковыми клетками, которые образуют сеть крошечных протоков, доставляющих желчь в кишечник. После острого (кратковременного) повреждения гепатоциты способны к регенерации, но после более тяжелого повреждения – нет.
После тяжелой или хронической травмы протоковые клетки становятся способными генерировать как новые гепатоциты, так и новые протоковые клетки для пополнения ткани печени за счет индукции процесса переключения идентичности, известного как пластичность.
Исследователи в сотрудничестве с коллегами из Великобритании и Германии изучили молекулярный механизм, который наделяет протоковые клетки этой способностью регенерировать ткань печени. Они показали, что TET1 активирует химический переключатель, известный как эпигенетическая модификация, на ДНК протоковых клеток. Этот переключатель позволяет генам “ включаться ”, чтобы клетка могла реагировать на изменения в окружающей среде, такие как повреждение, и активировать программу регенерации при необходимости.
Доктор Мериткселл Хух, руководивший исследованием, сказал: «Наше открытие указывает на то, что TET1 является белком, который обеспечивает пластичность протоковых клеток и их регенеративную способность в ответ на травмы. Поскольку эпигенетический переключатель, активируемый TET1, изменяет не генетическую последовательность клетки, а механизм, с помощью которого экспрессируются гены, он представляет собой мишень, которая может быть изменена лекарствами."