Учёные раскрыли механизм регенерации тканей после сильного повреждения

Исследователи из Института науки Вейцмана раскрыли молекулярный механизм, лежащий в основе способности тканей к регенерации после обширных повреждений. Это явление, известное как компенсаторная пролиферация, было описано ещё в 1970-х годах, но его основа оставалась загадкой.

Эпителиальная ткань, из которой развивается крыло мухи. Через четыре часа после облучения ткани видны немногочисленные устойчивые к гибели DARE-клетки (слева, отмечены красным). Примерно через 24 часа их количество достигает пика, а через 48 часов их потомки (справа, отмечены зелёным и жёлтым) заселяют ткань заново. Автор: Институт науки Вейцмана

Учёные обнаружили, что ключевую роль играют ферменты каспазы, которые обычно запускают программу клеточной смерти (апоптоз). В новой работе, опубликованной в Nature Communications, показано, что эти же ферменты могут делать определённые клетки устойчивыми к гибели.

Повторяя классический эксперимент с облучением личинок плодовой мушки, команда под руководством доктора Цлиля Брауна выявила популяцию клеток, названных DARE. В этих клетках активировалась инициаторная каспаза, но процесс смерти на этом останавливался, не доходя до стадии разрушения клетки. Эти клетки не только выживали после смертельной дозы радиации, но и начинали активно размножаться, восстанавливая почти половину повреждённой ткани за 48 часов.

«Мы обнаружили, что DARE-клетки активируются сигналами от своих умирающих соседей. Без них компенсаторная пролиферация полностью исчезает», — объясняет Браун.

Множество DARE-клеток преимущественно появляются через 24 часа после облучения и активно размножаются в течение следующих 24 часов, регенерируя ткань. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65996-2

Исследователи также выяснили, как DARE-клеткам удаётся избежать гибели. Оказалось, что специальный белок, «молекулярный мотор», прикрепляет инициаторную каспазу к клеточной мембране, не давая ей активировать каспазы-«палачи». Интересно, что чрезмерная активность этого же белка ранее связывалась с ростом раковых опухолей.

Это открытие имеет важные последствия для онкологии. Потомки выживших DARE-клеток демонстрировали в семь раз большую устойчивость к гибели, что может объяснять, почему рецидивирующие после лучевой терапии опухоли часто становятся более агрессивными и устойчивыми к лечению.

Учёные также обнаружили механизм, предотвращающий неконтролируемый рост во время восстановления тканей. DARE-клетки стимулируют рост соседних клеток другого типа (NARE), а те, в свою очередь, выделяют сигналы, подавляющие рост DARE-клеток, создавая балансирующую петлю обратной связи.

«Наши результаты прокладывают путь к пониманию того, почему некоторые методы лечения рака терпят неудачу, и как можно ускорить регенерацию здоровых тканей после повреждения», — заключил профессор Эли Арама, один из авторов исследования.