Обезглавливание планарий помогло их стволовым клеткам выжить после облучения

Стволовые клетки планарий через два дня после облучения и нанесения травмы
Divya Shiroor, Tisha Bohr & Carolyn Adler / Current Biology, 2020
Ученые выяснили, что если планариям сразу после облучения отрезать голову или нанести другие повреждения, то в области травмы у них сохранятся стволовые клетки, а вот у целых червей все стволовые клетки погибают. Причина не в делении клеток (после облучения оно блокировалось на две недели), а в торможении апоптоза. Сигнал о повреждении стволовым клеткам передают клетки, которые погибают вследствие травмы. Статья опубликована в журнале Current Biology.
Стволовые клетки — основной ресурс регенерации при повреждении тканей организма. Они уязвимы к повреждающим воздействиям окружающей среды, в том числе к радиации. Поэтому, например, у планарий (плоских червей, известного модельного объекта для изучения регенерации) после облучения большинство стволовых клеток гибнет, и регенерация у них затруднена.
Как поврежденные ткани сигнализируют стволовым клеткам о необходимости регенерации и как индивидуальные стволовые клетки планарий, в свою очередь, реагируют на травмы, неизвестно: судьбу отдельных клеток сложно проследить из-за их массовости. После облучения, однако, в живых остается сравнительно мало стволовых клеток, и их реакцию на различные повреждения удобно изучать.
Кэролин Адлер (Carolyn Adler) из Колледжа ветеринарной медицины Корнельского университета и ее коллеги облучали планарий Schmidtea mediterranea 2000 рад (третью летальной дозы). Сразу после этого животным отрезали голову или наносили другие повреждения, а затем — отслеживали распределение стволовых клеток с помощью цитогенетических методов (полимеразной цепной реакции в реальном времени и флуоресцентной гибридизации in situ).
Через сутки после облучения у планарий без дополнительных повреждений маркеры стволовых клеток практически не экспрессировались, а удаление головы непосредственно до или сразу после облучения замедляло гибель стволовых клеток. Даже после облучения летальной дозой в 6000 рад у безголовых планарий сохранилась часть стволовых клеток. Отрезание головы через сутки после облучения не помогала стволовым клеткам выжить.
Введение циклогегсимида приводило к тому же эффекту, что и отрезание головы: стволовые клетки сохранялись в районе повреждения после облучения. Маркеры пролиферации в стволовых клетках облученных планарий не экспрессировались в течение семи дней — вероятно, это связано с тем, что поврежденную радиацией ДНК необходимо починить перед делением. Через две недели после облучения сохранившиеся стволовые клетки входили в митоз. Маркеров апоптоза в стволовых клетках безголовых планарий было значительно меньше, чем у червей без повреждений. Это означает, что стволовые клетки сохраняются после облучения не за счет интенсивного деления, а из-за блокировки программируемой гибели.
Алиса Бахарева