Zinātnieki atklāja, ka ceturto daļu sēklinieku cilmes šūnu "nogalina" fagocīti, neskatoties uz to, ka šīs šūnas nedara neko "nepareizu".
Haifas Universitātes pētījumi ir identificējuši killer šūnas.
Process, kas ietver dzīvu, jaunizveidotu šūnu "slepkavību", pirmo reizi tika atklāts nesenajos Haifas universitātes pētījumos. Pētījums, kas tika aprakstīts cienījamā žurnālā Zinātne Avansa, atklāja, ka visā augļu mušiņu šūnu diferenciācijas procesā fagocītiskās šūnas patērē un iznīcina veselīgas dzīvās šūnas.
"Mēs atklājām, ka fagocīti var darboties kā" slepkavas". Ir labi zināms, ka fagocītiskās šūnas norij un izšķīdina atmirušās šūnas, taču mēs pirmo reizi parādām, ka tās nogalina arī jaunizveidotās normālas šūnas. Būtībā mēs esam raksturojuši jaunu šūnu nāves mehānismu. Jo vairāk mēs zinām šūnu nāves mehānismus, jo labāk saprotam, kā tikt galā ar dažādām slimībām, jo īpaši ar vēzi,” skaidro profesore Hilla Toledano, Haifas Universitātes Cilvēka bioloģijas katedras vadītāja un pētījuma autore.
Vairāku ķermeņa audu, tostarp ādas, matu, kuņģa un sēklinieku, izcelsmi var izsekot cilmes šūnās. Nepārtraukti piegādājot jaunas šūnas, lai aizstātu vecās, šīs spēcīgās cilmes šūnas nodrošina audu atjaunošanos. Katra cilmes šūna šajā procesā sadalās divās šūnās, no kurām viena tiek paturēta izmantošanai nākotnē, bet otra attīstās, lai aizstātu zaudēto šūnu audos.
Pašreizējā izmeklēšanā profesors Toledano, profesors Estē Kurants un Haifas universitātes zinātnieku grupa aplūkoja augļu mušu dzimumšūnas. Tā kā daudzi molekulārie procesi augļu mušās un cilvēkos ir līdzīgi, tos var izmantot kā efektīvu modeli šajā situācijā.
Augļu mušu pētījumi ir noderīgi, pateicoties spējai uzraudzīt procesus dzīvos audos un ģenētisko izmaiņu vienkāršībai, kas ļauj precīzi identificēt šūnu procesus. Gadu gaitā sešas Nobela prēmijas ir piešķirtas zinātniekiem, kuri atklājuši bioloģiskos mehānismus augļu mušās, kas saglabājas cilvēkiem.
Kā minēts iepriekš, cilmes šūnas sadalīšana divās šūnās - cilmes šūnā un šūnā, kas pazīstama kā cilmes šūna, sākas spermas diferenciācijas process augļu mušu tēviņiem. Šis process turpinās, līdz veidojas funkcionāli spermatozoīdi. Pētnieki jau zināja, ka viena ceturtā daļa no šīm cilmes šūnām iet bojā un neattīstās par spermu no iepriekšējiem pētījumiem. Šī pētījuma mērķis bija labāk izprast, kas notiek ar šīm šūnām.
Ķermenim ir labi izveidots un būtisks mehānisms, ko sauc par šūnu nāvi. Normālos apstākļos šūnām ir iespēja “izdarīt pašnāvību”, kad ir notikusi smaga mutācija vai pēc tam, kad tās ir pildījušas savu mērķi. Fagocīti “apēd” mirstošās šūnas, efektīvi atņemot to saturu un izšķīdinot tās. Ir zināms, ka fagocīti dažreiz “apēd” imūnsistēmas šūnas, kas ir pabeigušas savu darbu, lai aizsargātu ķermeni pret iebrucējiem.
Pašreizējā pētījumā pētnieki atklāja, ka fagocīti "nogalina" ceturto daļu cilmes šūnu sēkliniekos, lai gan šīs šūnas nedara neko "nepareizu" un vienkārši ir diferenciācijas procesā; tās joprojām ir jaunas šūnas, un tās nav neparastas visos aspektos.
Pirmajā posmā pētnieki novērsa fagocītu ēšanas spējas un audos neatrada mirušas šūnas. Citiem vārdiem sakot, fagocīti ir atbildīgi par cilmes šūnu nāvi.
Otrajā posmā pētnieki izmantoja reāllaika attēlveidošanu, lai uzraudzītu dzīvos audus, un atklāja, ka fagocīts norij cilmes šūnas dzīvas, un tikai pēc tam tiek uzsākts nāves process. "Mēs pirmo reizi atklājām procesu, kas ietver pilnīgi normālu šūnu" slepkavību". Mēs joprojām nezinām, kāpēc tas notiek. Iespējams, šī procesa mērķis ir nodrošināt barības vielas, lai uzturētu funkcionālu cilmes šūnu populāciju visā organisma dzīves laikā,” ierosināja profesors Toledano.
Papildus izpratnei par jaunu mehānismu šis pētījums var veicināt mūsu spējas izstrādāt zāles un līdzekļus, lai kontrolētu šūnu nāvi, un jo īpaši, protams, vēža ārstēšanai. "Audzējiem ir raksturīga pastāvīga augšana un dabiskās šūnu nāves procesa traucējumi. Ja mums izdosies šajā procesā ieviest fagocītus, kas spēj likvidēt dzīvās vēža šūnas, mēs spēsim kontrolēt audzēja augšanu. Jo vairāk mēs uzzinām par šūnu nāves mehānismiem, jo labāk mēs varam izmantot šos procesus, lai atbrīvotos no vēža šūnām," secināja profesors Toledano.
Atsauce: “Fagocītiskās cistas šūnas Drosophila sēkliniekos iznīcina dzimumšūnu priekštečus, izmantojot fagoptozi”, autors: Maayan Zohar-Fux, Aya Ben-Hamo-Arad, Tal Arad, Marina Volin, Boris Shklyar, Ketty Hakim-Mishnaevski, Lilach Porat-Kuperstein, Estee Kurants un Hila Toledano, 17. gada 2022. jūnijs, Zinātnes attīstība.
DOI: 10.1126/sciadv.abm4937
