Группа исследователей из Университета Кентукки обнаружила, что макрофаги, тип иммунных клеток, которые очищают участки повреждений в процессе нормального заживления ран и способствуют образованию рубцовой ткани, необходимы для сложной регенерации тканей у млекопитающих. Их результаты, опубликованные сегодня в eLife, проливают свет на то, как иммунные клетки могут когда-нибудь помочь стимулировать регенерацию тканей у людей.
«С небольшим количеством примеров для изучения мы очень мало знаем о том, как работает регенерация у млекопитающих; большая часть того, что мы знаем о регенерации органов, получена из исследований беспозвоночных или из исследований амфибий и рыб», - сказала Эшли Сейферт, старший автор. исследования и доцент биологии в Колледже искусств и наук Великобритании.«Если мы хотим применить то, что мы узнаём из основ регенеративной биологии, к людям, было бы полезно понять, какие типы клеток и молекулы регулируют регенерацию у млекопитающих, где она происходит естественным образом».
Ученые годами пытались понять, почему некоторые животные, такие как саламандры и рыбки данио, способны отращивать части тела после травмы, в то время как другие, такие как люди, могут в ответ образовывать только рубцовую ткань. Лаборатория Зейферта почти восемь лет назад узнала, что африканские колючие мыши являются одной из немногих моделей млекопитающих, способных к сложной регенерации тканей, что делает их особенно интересными объектами. Но что оставалось неясным, так это то, как идентичная травма у колючих мышей и нерегенерирующих лабораторных мышей может привести к совершенно разным реакциям на заживление.
Зайферт и его коллеги решили исследовать, как воспалительная среда может отличаться между регенеративной реакцией, наблюдаемой у игольчатых мышей, по сравнению с типичной реакцией рубцевания, наблюдаемой у лабораторных мышей. Хотя профили лейкоцитов были одинаковыми у нетравмированных животных обоих видов, травмы вызывали разные местные реакции.
«Мы спросили, положительно или отрицательно регулируют воспалительные клетки регенерацию тканей у игольчатых мышей», - сказала Дженнифер Симкин, ведущий автор статьи и доктор биологических наук. «Сравнивая колючих мышей с обычными домовыми мышами, мы обнаружили, что подтипы макрофагов, активных во время регенерации, отличаются от тех, которые активны во время рубцевания».
Используя африканских колючих мышей, исследователи истощили макрофаги в ушной раковине и обнаружили, что эти клетки необходимы для запуска регенеративной реакции на повреждение. Когда они позволили макрофагам повторно вторгнуться в место раны, произошла регенерация. Когда команда изучила различные типы макрофагов в заживающих тканях, они обнаружили, что провоспалительный тип макрофагов был в большом количестве во время рубцевания, но очень редко во время регенерации.
«Растет понимание того, что макрофаги могут выполнять как регенеративные, так и патологические функции», - сказал Джон Генсел, доцент физиологии в Медицинском колледже Великобритании и Исследовательском центре травм спинного мозга и головного мозга. «Наши результаты подразумевают, что активация макрофагов в нашей модели способствует регенерации. Следующим шагом является определение компонентов активации макрофагов, которые необходимы для регенерации. новые области открытий с реальным потенциалом улучшения регенерации тканей у человека».
Результаты группы демонстрируют важную роль воспалительных клеток в регуляции регенеративного ответа. Следующим шагом является изучение этих различных типов макрофагов и того, как локальная тканевая среда изменяет, какие типы присутствуют в ответ на повреждение. Есть надежда, что изучение этих клеточных механизмов приведет к новым клиническим подходам к восстановлению поврежденных тканей у человека.