За 3−5 минут. Крошечная медуза Clytia заживляет порезы без шрамов — исследование
В Чикагском университете (США) выяснили, как медуза вида Clytia hemisphaerica заживляет мелкие раны за несколько минут, а более крупные — менее чем за час, не оставляя шрамов.
Об этом сообщает ZME Science.
У млекопитающих изучать заживление ран сложно из-за сети кровеносных сосудов и мгновенной воспалительной реакции. А вот прозрачные медузы Clytia hemisphaerica размером с монету не имеют иммунной системы, способной вызвать воспаление, и лишены капилляров. Это позволяет учёным в режиме реального времени наблюдать, как живые эпителиальные клетки срастаются между собой.
«Многие процессы, которые мы наблюдаем при заживлении ран у Clytia, очень похожи на то, что наблюдается во всех других системах, в частности у млекопитающих», — объясняет доцент Чикагского университета Джоселин Малами. Именно она десять лет назад впервые увидела, как клетки медузы мигрируют, чтобы закрыть разрыв в ткани.
Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале Molecular Biology of the Cell, показало, что весь процесс заживления происходит благодаря двум клеточным структурам, действующим в определенной последовательности. Основой для этого служит базальная мембрана — белковый слой под эпителиальными клетками.
Когда возникает рана, клетки на её краю выпускают ламеллиподии — отростки, богатые актином. Они ползут по открытой мембране, подтягивая остальную часть клетки, чтобы закрыть разрыв. Если щупальца наталкиваются на препятствие или разрыв, в действие вступает актиомиозиновый канатик, который стягивается подобно завязке на кошельке.
Такой механизм ученые заметили даже в микроранах, пробивающих одну-единственную клетку. Эти крошечные отверстия заживали примерно за 3−5 минут. Ламеллиподии внутри одной клетки сливаются между собой, тогда как щупальца соседних клеток остаются отдельными, сохраняя границы.
Если же повреждение слишком велико для отдельных клеток, запускается коллективная миграция. Целый слой эпителиальной ткани поднимается и движется вперёд. Когда слои встречаются посередине, привычная последовательность действий — выдвижение щупалец и стягивание шнура — завершает работу.
«Это действительно изящный механизм, благодаря которому система способна быстро приспосабливаться, чтобы заживить любые раны, возникающие в природе», — говорит Малами.
Впрочем, это не означает, что механизмы заживления у медуз можно напрямую перенести в медицину человека. У Clytia нет кровеносных сосудов и воспалительных реакций, а человеческие раны сопряжены с риском инфекции, иммунными сигналами и образованием рубцов.
Как восстанавливается базальная мембрана, Малами планирует раскрыть в будущих работах.