Одна з головних проблем в лікуванні стовбуровими клітинами - їх недостатня кількість. Теоретично вони можуть замінити будь-яку пошкоджену тканину на здорову, але їх потрібно багато. Тим часом до цих пір нікому не вдавалося «умовити» ці клітини ділитися стільки, скільки потрібно. Здається, вирішити цю проблему вперше змогли вчені з Медичного центру Університету Рочестера (США). Принаймні щодо популяції стовбурових клітин нервової тканини.
Астроцити (зелені) і олігодендроціти (червоні), вирощені зі стовбурових клітин-попередниць (фото wellcome images).
У нашому мозку живе досить багато так званих попередників гліальних клітин, які дають початок різним типам клітин нейроглії. Одні з них, олігодендроціти, формують навколо нейронних відростків миелиновую оболонку, без якої нейрон просто не зможе працювати, інші, астроцити, працюють для нейронів і тих же олигодендроцитов кимось на кшталт няньок, забезпечуючи їм харчування і стабільні умови життя. Зі стовбуровими клітинами нейроглії зв'язуються великі надії: вони могли б, наприклад, допомогти відновити миелиновую оболонку, пошкоджену через розсіяного склерозу. І, здавалося б, чого простіше: пересади хворому ці стовбурові клітини - і нехай собі розмножуються.
Однак навіть в лабораторних умовах не вдається отримати достатню кількість цих клітин: вони дуже швидко перестають ділитися, так що «придатних до вживання» міелінізірующіх олигодендроцитов виходить занадто мало. Вченим вдалося подолати цей бар'єр, довідавшись деталі складної ланцюжка молекулярних взаємодій, від якої залежить розмноження стовбурової клітини. Одним з ключових гравців тут виявився білок бета-катенин, який бере участь у формуванні міжклітинних контактів. Активність бета-Катенін залежить від ферменту кінази GSK3B (glycogen synthase kinase 3 beta). Кіназа вішає на бета-катенин залишок фосфорної кислоти, після чого фосфорілірованний білок відправляється в утиль. Однак під час інтенсивного клітинного розмноження білку вдається уникнути фосфорилювання, і він відправляється в ядро клітини, де включає програму ділення.
Завданням учених було так подіяти на цей механізм, щоб клітини продовжували ділитися стільки, скільки потрібно, однак щоб не зірвалися при цьому з ланцюга і не перетворилися в безконтрольно діляться ракові клітини. У цьому допоміг рецепторний білок, званий фосфатазою PTPRZ1 (protein tyrosine phosphatase beta / zeta). Про цей фермент відомо давно, він у великих кількостях присутній в попередниках гліальних клітин, але його функція залишалася невідомою. Протягом шести років дослідники намагалися зрозуміти його роль в клітці - і нарешті з'ясували її. PTPRZ1 працює в парі з GSK3B і допомагає сортувати бета-Катенін: кого - в ядро, кого - на розщеплення. Вдалося також знайти регулятор самої фосфатази PTPRZ1: ним виявився один з білків-плейотрофінов. Регулюючи рівень плейотрофіна, можна було підсилити або послабити розподіл стовбурових клітин нейроглії.
Підготовлено за матеріалами Медичного центру Університету Рочестера.