Микроскопические бомбы. Ученые из Стэнфорда обнаружили клетки, которые взрывают враждебные ткани за считанные минуты

Этот процесс протекает настолько быстро и бесследно, что клетка полностью исчезает в течение нескольких минут, практически не оставляя следов. Результаты соответствующего научного исследования опубликованы в профильном журнале Cell .

Открытие было сделано в ходе изучения планарий — мелких водных плоских червей, известных своей исключительной способностью к регенерации и восстановлению утраченных частей тела благодаря высокой концентрации стволовых клеток. Пытаясь выяснить, как именно эти организмы отличают собственные ткани от чужеродных, ученые соединили фрагменты разных особей. Образовавшиеся трансплантаты начали отторгать чужеродный биологический материал, что сопровождалось мощной воспалительной реакцией, вызванной повышением уровня гормона под названием активин.

С помощью методов микроскопии живых клеток и проточной цитометрии авторы исследования зафиксировали, что под действием активина и в результате быстрого высвобождения кальция из эндоплазматического ретикулума особые клетки взрываются. Ученые дали им название «руптобласты», а сам процесс саморазрушения назвали «руптозом».

Основное отличие руптоза от известных форм гибели клеток у млекопитающих заключается в его чрезвычайной скорости: если у млекопитающих взрывная гибель клеток длится часами, проявляясь в виде медленной утечки содержимого через поры, то руптобласты разрываются за секунды или минуты. Это превращает их в высокоточное локальное оружие.

Эксперименты показали, что взрыв руптобластов успешно уничтожает бактерии E. coli, клетки почек человека и клетки крови мышей. При этом зона поражения ограничивается лишь непосредственным окружением клетки и не вызывает цепной токсической реакции. Ученые предполагают, что позвоночные утратили этот механизм в процессе эволюции из-за сложности восстановления поврежденных тканей, тогда как планарии легко заменяют их новыми.

Способность руптобластов наносить точный и мощный удар по мишеням может в будущем лечь в основу разработки принципиально новых методов борьбы со стойкими бактериальными инфекциями и злокачественными опухолями.