При повреждениях роговицы её эпителиальные клетки возвращаются в стволовое состояние – по крайней мере, у мышей.
Вышедшие из строя клетки тканей возмещаются с помощью стволовых клеток соответствующей направленности – стволовых клеток кожи, мышц, печени и т. д. Делясь, они поддерживают собственную численность, при этом часть их вступает на путь дифференцировки, становясь специализированными клетками с определённой функцией.
Но стволовые клетки не вечны, их запас постепенно истощается. Соответственно, зрелые клетки органов с возрастом уже так просто не восстановишь. Кроме того, бывает, что потери среди дифференцированных клеток столь велики (например, при травме или каком-то заболевании), что их трудно восполнить даже с нормальным стволовым запасом. В таких случаях можно простимулировать те стволовые клетки, которые есть, или пересадить их от донора. Ещё один вариант – сделать дифференцированные клетки стволовыми, обратив их развитие вспять. Такие клетки называются индуцированными стволовыми, и получают их лабораторным путём с помощью молекулярных процедур.
Однако, как говорится в недавней статье в Nature Communications, этот фокус – превращение зрелой клетки в стволовую – может происходить прямо в организме и без посторонней помощи. Исследователи экспериментировали с мышами, у которых уничтожали все стволовые клетки роговицы, а потом наблюдали, как роговица восстанавливается после повреждений. Собственно, повреждения и запускали перепрограммирование зрелых функциональных клеток в стволовые. Перепрограммирование происходило при активном участии макрофагов – иммунных клеток, которые одни из первых реагируют на травмы и инфекции. Макрофаги, как и другие их иммунные коллеги, выделяют много сигнальных белков-цитокинов, и часть этих цитокинов стимулирует зрелые клетки эпителия роговицы перейти в стволовое состояние.
Превращение в стволовые клетки было возможно только для роговичных клеток. Когда туда подсаживали клетки конъюнктивы (так называют прозрачную слизистую оболочку, покрывающую внутреннюю поверхность век и глазное яблоко спереди до роговицы), они в стволовые не превращались. Очевидно, соответствующие молекулярные сигналы имели значение только для клеток, живущих и работающих в роговице. При этом новые стволовые клетки оставались в ней на всю жизнь.
Клетки человеческой роговицы в принципе реагируют на «цитокины стволового превращения», но насколько этот механизм работает не на клеточных культурах, а в настоящем живом глазу, пока неясно. И даже если наши клетки могут сами на месте становиться стволовыми, вовсе не обязательно, что это пригодится в медицине – эффект может быть слишком слабый и не поддающийся стимуляции. Хотя сам по себе возврат в стволовое состояние зрелой клетки без внешней помощи (то есть без участия биоинженерных технологий) представляет собой крайне любопытное явление, и было бы интересно проверить, происходит ли нечто подобное в других органах.