Повреждение подоцитов, специализированных эпителиальных клеток почечных клубочков, происходит в более чем 90% процентов всех хронических заболеваний почек. Исследователи и Школы медицины Стэндфордского университета открыли молекулярный механизм за счет которого эти клетки регенерируют и обновляются в нормальных условиях.
Это открытие является важным шагом на пути к возможности в один прекрасный день заставить эти клетки делиться, что может быть использовано для лечения людей с хроническими заболеваниеми почек.
«Исследователи изучали эти клетки в течение многих лет, но до чих пор преобладало мнение, что они не обновляют самих себя», говорит профессор медицины, доктор Артанды «Теперь мы обнаружили, что подоциты могут входить в клеточный цикл и покидать его в ответ на определенные стимулы сигнальных путей».
Подоциты встречаются только в почках и являются неотъемлемой структурной составляющей системы фильтрации крови. Они расположены «плечом к плечу» в клубочковом аппарате почки, и их длинные отростки (подии), также называемые «ножками» обернуты вокруг полупроницаемых капилляров, по которым течет кровь. Узкие щели между ножками подоцитов позволяют проходить малым молекулам, таким как вода и соли, в то же время блокируя диффузию крупных молекул, в том числе белков.
Процесс фильтрации является первым этапом формированию мочи, и что чрезвычайно важно - даже одна недостающий клетка может оставить зазор, который позволил бы нежелательной молекуле проникнуть через барьер.
Предыдущие исследования, направленные на поиск признаков самообновления подоцитов не увенчались успехом, скорее всего, потому что любое такое обновление, должно быть тщательно организовано, чтобы избежать ущерба для системы фильтрации. В результате, ученые были вынуждены сделать вывод, что подоциты если и делятся, то очень редко.
«Ранее считалось, что человек как рождался с определенным количество подоцитов, так и умирал с тем же их количеством» . Единственным исключением были редкие типы заболевания почек, при которых подоциты теряли способность к фильтрации крови и массово де-дифференцировались в менее специализированные, делящиеся клетки, мало похожие на своих предшественников. В результате клубочки почек коллапсировали, и почки пациентов начинали отказывать.
Проблема была в том, что такой сценарий не имеет эволюционного смысла - особенно, когда другие эпителиальные клетки регулярно самообновляются. «Подоциты являются жизненно важными клетками, находящимися под огромной физической нагрузкой». «Трудно понять, почему мы наделены такой уязвимой системой фильтрации крови».
Чтобы лучше понять биологию почек, ученые исследовали роль белкового компонента комплекса теломеразы (TERT). Хотя теломеразы известна как фермент, участвующий в клеточном старении, недавние исследования лаборатории Artandi и других исследователей, что TERT также играет важную роль во многих видах клеточной регенерации.
Исследователи обнаружили, что временное увеличение экспрессии TERT у здоровых взрослых лабораторных мышей вызвало резкую де-дифференцировку начало деления у прежде флегматичных подоцитов. В итоге, произошел коллапс клубочков почки. И наоборот, прекращение гиперэкспрессии позволило клеткам прекратить деление, повторно специализироваться и вернуться к нормальной функции.
«Предполагается, что подоциты могут использовать клеточные пути регенерации для самообновления на протяжении всей жизни». У людей, страдающих хроническими заболеваниями почек, подоциты, скорее всего, просто изношены и уже не способны самостоятельно регенерировать, считает Artandi.
Теперь, когда исследователи знают, что подоциты обладают способностью регенерировать в ответ на общие клеточные сигналы, их следующим шагом будет узнать, происходит ли эта регенерация у здоровых людей и животных. Если мы сможем использовать регенерацию подоцитов в нужном ключе, тогда мы сможем лечить людей с хроническими заболеваниями почек.
