Стволовите клетки се подлагат на диета
В изключително актуалната област на изследване на стволови клетки изследователи от
IMBA - Институт за молекулярна биотехнология на Австрийската академия на науките, слушайте внимателно с две открития: Когато стволовите клетки вече не са необходими, те гладуват до смърт. Това е метаболизмът на стволовата клетка, който запечатва нейната съдба.
Във всеки животински ембрион стволовите клетки са отговорни за изграждането на тъканите и органите, за растежа и регенерацията. В един момент обаче стволовите клетки са си свършили работата и трябва да изчезнат. В мухата те изчезват напълно, при бозайниците и хората остават няколко. Ако обаче останат ненужни стволови клетки, те могат да се развият в злокачествени тумори.
Тумори на стволови клетки при кърмачета и малки деца
Такива тумори на стволови клетки се наблюдават и при кърмачета и малки деца, където те се появяват наред с други неща в мозъка и едва ли са лечими въпреки агресивните терапии. За щастие тези така наречени рабдоидни тумори са рядкост, но все още не са изследвани. 80 процента от малките деца с такъв мозъчен тумор умират в рамките на две години след диагностицирането.
Сбогом на стволовите клетки
Изследователят на стволови клетки Юрген Ноблич, заместник-директор в IMBA, и неговият екип сега са открили механизъм, който гарантира, че стволовите клетки продължават да се трансформират в нормални клетки след развитие на органи и тъкани и да се откажат от съществуването на стволови клетки.
Трябва да знаете, че стволовата клетка се дели асиметрично по време на ембрионалното развитие. Той се разделя на голяма клетка, която остава стволовата клетка, и по-малка клетка, която се специализира в нещо като нервна клетка. Мозъкът също е изграден от нервните клетки. Стволовата клетка е загубила вещество по време на този процес на разделяне и расте обратно до първоначалния си размер, преди да се извърши следващото делене.
И накрая, ако има достатъчно нервни клетки и стволовата клетка вече не е необходима, тя трябва да изчезне. В известното научно списание Cell постдок Катарина Хомем вече публикува механизма, който тя откри в плодовата муха: „След разделяне стволовите клетки просто не растат отново. В резултат на това те стават по-малки след всяко разделяне, докато асиметричното делене вече не е възможно и като последна стъпка се извършва симетрично разделяне на две нервни клетки. По този начин стволовата клетка е изчезнала. "
Метаболизмът като централен контролен елемент
Второто напълно ново откритие е, че очевидно метаболизмът на клетката решава в каква посока се развива клетката. Стероидните хормони контролират дали клетката изгаря изцяло захарта си с помощта на кислород или не разгражда захарта напълно без кислород, а по-скоро задържа определени фрагменти. По-късно от тях се изграждат нови мазнини или аминокиселини, необходими за растежа. Ако, както в първия вариант, захарта е напълно изгорена, клетката след известно време ще остане без градивни блокове и тя не може да расте.
Ако стволовата клетка трябва да изчезне, първият вариант на метаболизъм е абсолютно необходим. Клетката на практика се подлага на диета и изгаря захарта си така старателно, че след процесите на разделяне вече не може да се регенерира до първоначалния си размер. Така тя става все по-малка и по-малка, докато накрая е възможно само едно последно симетрично разделяне.
Вторият метаболитен път, при който захарта се ферментира до лактат в отсъствие на кислород, е този, от който туморните клетки също се нуждаят, за да се развият.
„Изненадващото в нашата работа е колко силно метаболизмът може да повлияе на съдбата на клетката“, казва Кноблич, обяснявайки констатациите от настоящото проучване. „Обикновено се смята, че клетките преминават през определена програма за развитие и адаптират метаболизма си към нея. Нашата работа обаче показва, че е обратното и че самият метаболизъм контролира съдбата на клетките. Това също хвърля напълно нова светлина върху ролята на храненето в нашите тела, включително туморогенезата. "
Тъй като е очевидно, че механизмът, открит в плодовата муха, може да бъде открит и при бозайници и хора, в обозримо бъдеще може да бъде възможно да се изясни как останалите стволови клетки в мозъка на бебета и малки деца могат да се развият в агресивни рабдоидни тумори. По-нататъшните проучвания ще помогнат за придобиване на по-точни знания тук.
Следната публикация ще се появи по тази тема на 14 август 2014 г. в известното списание Cell:
Homem, C. et. ал. (2014). Ecdysone и Mediator променят енергийния метаболизъм, за да прекратят пролиферацията в нервните стволови клетки на Drosophila. Клетка.
Известие за консултация
Маг. Евелин Девуйст, MAS
Говорител на пресата IMBA
Тел. +43 (0) 1 797 30 - 3626
evelyn.devuyst (at) imba.oeaw.ac.at
IMBA
IMBA - Институтът за молекулярна биотехнология на ÖAW е международно признат изследователски институт с около 200 служители от 25 държави. Учените изследват молекулярните процеси в клетките и организмите и се опитват да изяснят причините за развитието на човешките заболявания. Дванадесет изследователски групи работят по биологични и медицински въпроси от области като РНК биология, клетъчна биология, онкология, изследвания на стволови клетки или имунология. www.imba.oeaw.ac.at
OeAW
Австрийската академия на науките (ÖAW) е водещият спонсор на неуниверситетски академични изследвания в Австрия. В неговите изследователски съоръжения работят общо около 1300 души и се провеждат основни изследвания без приложение в социално значими области на природните, битовите и техническите науки, както и в хуманитарните, социалните и културните науки.