Белок влияет на регенерацию сосудистых клеток
В флуоресцентном микроскопе: изображение показывает иммунофлуоресцентное окрашивание эндотелиальных клеток человека, при этом ядро ​​клетки выделено синим цветом, некоторые цитоплазматические маркеры (составляющие цитоскелета) — красным, а белок hnRNPU — зеленым. Предоставлено: Herzzentrum UKB.

В ходе своих фундаментальных исследований врачи Кардиологического центра при университетской клинике Бонна обнаружили, как с помощью определенного белка можно повлиять на связь между отдельными клетками. Эти результаты представляют собой важный подход к улучшению лечения таких заболеваний, как артериосклероз (кальцинированные кровеносные сосуды), вызывающий сердечные приступы. Исследование было заранее опубликовано в Интернете в Journal of Extracellular Vesicles, печатная версия будет опубликована в ближайшее время.

Человеческое тело состоит из невероятно большого количества клеток. Текущие научные исследования предполагают около 40 триллионов клеток, в зависимости от веса и размера человека. Большинство клеток объединяются, чтобы наилучшим образом выполнять свои функции в организме. Вместе они образуют ткани, органы и мышцы. Наиболее важным требованием для хорошего клеточного взаимодействия является максимально эффективное взаимодействие клеток друг с другом.

«Чтобы клетки могли эффективно взаимодействовать друг с другом, им нужен почтальон, который переносит информацию из одной клетки в другую», — поясняет доктор Андреас Зитцер, кардиолог кардиологического центра при университетской больнице Бонна. «Именно эту роль играют внеклеточные везикулы». Долгое время считалось, что эти пузырьки не имеют большого биологического значения. Предполагалось, что везикулы использовались только для избавления от лишних белков и других молекул, превращая их в своего рода утилизацию клеточного мусора. Однако теперь известно, что везикулы играют ключевую роль в межклеточной коммуникации.

Пузырьки служат почтальонами между ячейками

Принцип везикул можно объяснить довольно просто: они выделяются клетками нашего тела в виде чрезвычайно маленьких мембранных пузырьков — размером всего около двух тысячных миллиметра, а затем могут поглощаться и использоваться другими клетками. Цитцер описывает важнейшую функцию пузырьков: «как почтальоны они переносят различное содержимое и тем самым обеспечивают обмен информацией между клетками».

Помимо белков и липидов, этот процесс коммуникации также включает транспортировку рибонуклеиновых кислот (РНК). Эти РНК являются копиями генетической информации и необходимы для выполнения ее функции. Врачи Боннского университета сосредоточили свои исследования в первую очередь на так называемых микроРНК, которые отвечают за тонкую настройку включения и выключения генов.

«Поскольку микроРНК оказывают значительное влияние на биологию клеток, везикулы могут влиять на функцию клеток-реципиентов в зависимости от их конкретного груза», — говорит Зитцер. Это связано с тем, что в зависимости от того, какая микроРНК обогащена везикулами, информация, переносимая везикулами, также изменяется, а вместе с ней изменяется и влияние на клетки-реципиенты, которые принимают везикулы и их груз.

«Было бы прорывом для исследователей и врачей, если бы они могли контролировать, какая информация передается между клетками, а какая нет», — говорит Зитцер, глядя в будущее. «Однако именно такой вид манипуляции межклеточной коммуникацией практически не исследован».

Исследовательская группа, возглавляемая доктором Андреасом Зитцером, доктором Рабиулом Хозеном и доктором Феликсом Янсеном (руководителем исследовательской группы), в кардиологическом центре университетской больницы Бонна теперь преуспела в использовании нового механизма на людях. клетки, чтобы прояснить, как работает сортировка конкретных РНК внутри пузырьков. С этой целью исследователи использовали масс-спектрометр для идентификации более 3000 белков и 300 микроРНК, которые, как было обнаружено, заключены в пузырьки и готовы к транспортировке в другие клетки.

РНК-связывающий белок задерживает почту

Трое исследователей смогли показать, что определенный РНК-связывающий белок (сокращенно hnRNPU) удерживает микроРНК в донорской клетке, как губка, тем самым предотвращая их упаковку в везикулы и транспортировку в другую клетку. Когда этот конкретный белок выключен, верно прямо противоположное: в этом случае происходит повышенное высвобождение микроРНК, которые затем все больше упаковываются в везикулы.

«РНК-связывающий белок hnRNPU, таким образом, берет на себя роль привратника, решая, какие и сколько микроРНК высвобождаются из клетки-донора для транспортировки в клетку-реципиент», — резюмирует результаты исследования Андреас Зитцер. Эта функция позволяет белку hnRNPU значительно влиять на коммуникацию между клетками.

Эти наблюдения обладают большим терапевтическим потенциалом; Цицер, Хозен и Янсен смогли показать, что перенос определенных микроРНК через везикулы можно контролировать, увеличивая или уменьшая количество hnRNPU в донорских клетках. «Это позволяет целенаправленно высвобождать или удерживать микроРНК, которые способствуют регенерации и тем самым положительно или отрицательно влияют на регенеративную способность пораженных сосудистых клеток», — комментирует Зитцер возможное вмешательство в клеточную коммуникацию. С медицинской точки зрения это имеет большое значение, поскольку регенеративная способность сосудистых клеток в кальцинированных сосудах (артериосклероз) уже ограничена на ранних стадиях заболевания.

Цитцер, Хозен и Янсен теперь надеются применить свои открытия о межклеточной коммуникации с помощью внеклеточных везикул: «Например, возможно, что целенаправленная локальная активация или деактивация белка hnRNPU в здоровых частях сосудистой системы может привести к в «рой» способствующих регенерации везикул, которые затем могут быть захвачены уже поврежденными сосудистыми областями и ускорят там регенерацию. В критических ситуациях, например, после сердечного приступа, это может способствовать процессу выздоровления пациентов, «говорит Цицер о конкретной пользе этого фундаментального исследования.

Дальнейшие исследования возможности применения продолжаются. Результаты текущих исследований показывают, что этот механизм также имеет большое значение в прогрессировании заболеваний сердца и почек.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *