При развитии зародыша у рыбок данио-рерио стволовые клетки образуются прямо из стенок аорты. Исследователи выяснили, что для реализации этого процесса необходимо механическое воздействие на аорту со стороны тканей организма. Сжатие аорты в месте, где от нее отделяется будущая стволовая клетка, приводит к изменению её цилиндрической формы и одновременно служит некоторым сигналом для клеток, которые постепенно перемещаются в нижнюю часть аорты, а затем и вовсе покидают её.

Учёные также показали роль кровяного давления для формирования стволовых клеток: неправильно развивающиеся эмбрионы со слабым кровяным давлением имеют проблемы с формированием стволовых клеток.  Выводы ученых подкреплены как многочисленными результатами 4D флюоресцентной   микроскопии, так и развитой микромеханической моделью.

Сегодня с применением стволовых клеток лечат такие болезни, как рак, сахарный диабет, болезнь Паркинсона, сердечная недостаточность и многие другие. Но пока что искусственно получить стволовые клетки можно только с помощью их генетического перепрограммирования. Исследование ростовских ученых сделало большой шаг к созданию клеток крови из эпителия.

«Действительно, при развитии эмбриона структура стенок аорты, из которой выделяются стволовые клетки, подвергается механическим воздействиям, влияющим на клеточные свойства и процессы – миграцию клеток, их форму и полярность. Мы традиционно занимаемся исследованиями физических процессов в биологических системах. Как стало известно сравнительно недавно, механические напряжения важны не только в исследуемом процессе. Они могут влиять на экспрессию генов, процессы развития воспаления и рака», – комментирует соавтор работы, профессор кафедры «Нанотехнология» Физического факультета ЮФУ Сергей Рошаль.

Научное исследование проводилось при поддержке гранта Российского научного фонда и было опубликовано в журнале Scientific Reports. Первым автором работы стал сотрудник Молодежной научной лаборатории «Структура и динамика индивидуальных наносистем» кафедры «Нанотехнология» Физического факультета ЮФУ Дмитрий Чалин. В исследовании также принимали участие ученые из ДГТУ и университета Монпелье во Франции.

Авторы: Даниил Скрягин