Почему стволовые клетки не исчезают из организма?

Стволовые клетки служат для пополнения старых, сломавшихся, вышедших из строя клеток: на их место приходят специализированные клетки-«новобранцы». Но при этом запас стволовых клеток не иссякает, и происходит это из-за особенностей их деления. Когда стволовая клетка делится, её потомков ждёт разная судьба. В одной дочерней клетке включается программа дифференцировки, и в её линии все клетки будут становиться всё более и более специализированными. А другая клетка остаётся на том же уровне дифференцировки, что и материнская стволовая, и эти «дочки» как раз и поддерживают популяцию стволовых клеток.

Судьба же дочерней клетки во многом зависит от митотического веретена — особой структуры, которая возникает в клетке на время деления. Веретено это, представляющее собой сложный комплекс микротрубочек с другими белками, служит для правильного распределения хромосом по дочерним клеткам. Веретено закреплено с внутренней стороны клеточной мембраны, в двух точках, через которые и проходит ось деления. Но, кроме хромосом, дочерние клетки получают от материнской ещё и набор белков. А белки могут быть распределены по цитоплазме как угодно — и, следовательно, дочерние клетки могут получить разную порцию служебных белков.

В случае стволовых клеток вопрос о распределении белков становится особенно важен, так как клеткам придётся реализовывать разные молекулярно-генетические процессы. И тут не обходится без белка-регулятора, который описывается в журнале Nature Genetics исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США).

Если мышиные стволовые клетки крови лишали белка Lis1, то клетка, предназначенная к дифференцировке, приобретала избыток белков и специализировалась чрезвычайно быстро, а вот вторая, которая должна была стать преемницей родительской стволовой, оставалась почти что ни с чем и быстро погибала. Деление стволовых клеток вело к увеличению числа специализированных «дочек», но популяция самих гематопоэтических стволовых клеток не пополнялась. А это значит, что иссякал источник и специализированных клеток. То есть животные мало-помалу оставались вообще без клеток крови, погибая ещё в эмбриональном состоянии.

Но и это не всё: Танништа Рейа (Tannishtha Reya) и её коллеги вспомнили про так называемые раковые стволовые клетки. Они работают примерно так же, как обычные стволовые, с той только разницей, что получаются из них не специализированные рабочие клетки, а раковые, и каждая такая стволовая злокачественная клетка может дать начало целой опухоли, благо они довольно устойчивы к любой терапии. Как и обычные стволовые, они имеют способность к самообновлению, но, как оказалось, если у них выключить всё тот же белок Lis1, то они эту способность утратят. И тогда из них будут получаться, что называется, рабочие клетки опухоли, которые, конечно, могут доставить много неприятностей, но целую опухоль с нуля построить не смогут и бесконечно поддерживать её — тоже.

При отсутствии Lis1 веретено деления сбивалось с правильной позиции, и это вело к фатальным последствиям для линии стволовых клеток, как нормальных, так и раковых. Конечно, учёным ещё только предстоит в подробностях выяснить, во-первых, как этот белок взаимодействует с веретеном деления, а во-вторых, что именно происходит в клетках при его, веретена, аномальном позиционировании (потому как неправильное распределение регуляторных белков — это слишком общие слова, чтобы что-то объяснять). Кроме того, такие детали необходимо знать и потому, что, если начать создавать лекарство от рака, завязанное на Lis1, нужно быть уверенным, что оно не повредит нормальные стволовым клеткам, — иначе такой препарат окажется пострашнее самого рака.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Сан-Диего. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.