Misterul regenerării țesuturilor, dezvăluit după 50 de ani de cercetări

În anii 1970, oamenii de știință au observat acest fenomen la larvele muștelor de fructe: după expunere intensă la radiații, aripile acestora puteau să crească complet din nou. De atunci, o asemenea capacitate a fost observată la multe animale, inclusiv la mamifere, însă mecanismul exact prin care celulele controlează acest proces la nivel molecular a rămas necunoscut.

Celulele DARE supraviețuitoare

Un nou studiu condus de doctorul Tsila Brown de la Institutul de Știință Weizmann a identificat un tip special de celule care activează programul de autodistrugere, dar totuși nu mor. Aceste celule au fost denumite DARE (Damage-Activated Resistant Cells – celule rezistente activate de daune).

„Am vrut să urmărim celulele care încep procesul de apoptoză, dar care totuși supraviețuiesc radiației”, explică Brown.

Folosind senzori genetici, cercetătorii au descoperit că la patru ore după expunerea la radiații, un număr mic de celule DARE rămâne în viață. După 24 de ore, numărul lor ajunge la maxim, iar în următoarele 48 de ore descendenții lor refac aproape jumătate din țesutul afectat.

Celulele DARE nu acționează singure. În apropierea lor se află și un alt tip de celule rezistente – NARE. Acestea supraviețuiesc și ele daunelor, dar nu declanșează același „semnal de alarmă” ca DARE. Celulele NARE ajută la refacerea țesutului, însă fără DARE procesul de regenerare nici măcar nu începe. În același timp, celulele care mor trimit semnale care încurajează DARE să supraviețuiască și să se dividă. Astfel, refacerea țesutului are loc prin colaborarea coordonată a diferitelor tipuri de celule, nu doar prin acțiunea unui singur tip.

Mecanismul de supraviețuire

Apoptoza este moartea celulară programată, care este de obicei declanșată de daune sau îmbătrânire. Caspazele – enzime care acționează ca „foarfeci moleculare” ce descompun proteinele celulare – joacă un rol cheie. Caspaza inițiatoare activează caspazele executorii, care distrug structurile celulare și duc la moartea celulei.

„La celulele DARE, caspaza inițiatoare este activă, dar procesul nu ajunge să distrugă celula”, explică profesorul Eli Arama.

În aceste celule, o proteină-motor acționează ca un „suport” pentru caspază, fixând-o la membrană și împiedicând activarea altor proteine distructive care ar provoca moartea celulei. Dacă această proteină este eliminată, celulele DARE mor și procesul de refacere a țesutului se oprește. Cercetătorii au observat totodată că în unele tumori agresive această proteină este hiperactivă, ceea ce permite celulelor canceroase să supraviețuiască și să evite mecanismul natural de autodistrugere.

Consecințe pentru cancer

Mecanismul DARE ajută la înțelegerea motivului pentru care tumorile recurente devin mai rezistente după tratament. Descendenții celulelor DARE s-au dovedit de șapte ori mai rezistenți la moarte decât celulele inițiale.

„Acesta explică de ce radioterapia nu distruge întotdeauna complet tumora și de ce recidivele pot fi mai agresive”, spune Arama.

Echilibrul dintre creștere și control

Reglarea creșterii țesuturilor este un factor cheie pentru regenerarea de succes. Cercetătorii au arătat că celulele DARE stimulează creșterea celulelor NARE din vecinătate, iar NARE, la rândul lor, inhibă proliferarea excesivă a DARE. Acest ciclu de feedback negativ previne creșterea necontrolată și permite țesutului refăcut să-și păstreze forma și funcționalitatea corectă.

Mecanismele descoperite la muște seamănă cu procesele de regenerare la mamifere. La om, în piele și epiteliul intestinal se observă, de asemenea, activarea caspazelor pentru înlocuirea celulelor afectate. Aceste descoperiri arată că strategia de supraviețuire celulară în urma daunelor este evolutiv veche și răspândită pe scară largă.

Perspective pentru medicină

Studiul deschide noi căi pentru terapia rănilor și bolilor. Înțelegerea modului în care celulele echilibrează supraviețuirea și apoptoza poate ajuta la accelerarea refacerii după traume, intervenții chirurgicale și arsuri. În plus, cercetarea celulelor DARE și NARE ar putea conduce la dezvoltarea unor metode mai eficiente de combatere a cancerului, prevenind recidivele și crescând sensibilitatea tumorilor la tratament.

„Datele noastre arată că controlul caspazelor nu ține doar de moartea celulei, ci și de regenerarea țesuturilor. Aceste cunoștințe vor ajuta la înțelegerea modului de refacere a țesuturilor după daune și la crearea unor terapii împotriva cancerului mai precise și mai sigure”, concluzionează Arama.

Acum ne puteți urmări și pe Telegram, Facebook și Instagram pentru a fi la curent cu ultimele știri.