Как органы «узнают» о том, когда им следует прекратить рост? Ответ на этот вопрос может принести пользу в области регенеративной медицины. Так же ответ на этот вопрос может оказаться крайне важной информацией, необходимой для решения проблемы неконтролируемого роста опухолевых тканей. Учёным из Бостонского детского госпиталя удалось обнаружить регулятор активности гена, который служит источником сигнала для эпидермальных стволовых клеток к более интенсивному делению либо, наоборот, к прекращению деления клеток.

Результаты исследований, проведённых на лабораторных мышах и клетках опухолевой ткани человека, могут лечь в основу создания новых методов лечения пациентов, страдающих от развития злокачественных опухолей, в частности плоскоклеточной карциномы. Данный вид опухолей – это вторая по частоте встречаемости форма рака кожи. Так же полученные результаты могут быть полезны при пересадке кожи.

«Нам удалось обнаружить молекулярный переключатель, который говорит клеткам вашей кожи о том, что им нужно продолжить деление, или о том, что им нужно прекратить деление» – говорит Фернандо Камарго (Fernando Camargo, ведущий автор исследований).

Группа учёных исследовала молекулу под названием Yap1. Эта молекула уже известна биологам благодаря исследованиям, проведённым на дрозофилах. Исследователи манипулировали активностью Yap1 для того, чтобы вызвать усиленный рост опухолевой ткани, активировав каскад реакций в рамках пути, именуемого Гиппо (Hippo, данный путь имеет такое название, так как при его активации образуются опухоли больших размеров). Когда учёные подавляли функции Yap1 в организме лабораторных мышей, то кожа у данных животных становилась более хрупкой (эпидермальные стволовые клетки прекращали нормально развиваться).

Однако в случае противоположной крайности наблюдается другой эффект.

«Чем больше молекул Yap1 присутствует в стволовых клетках, тем толще становится ваша кожа» – говорит Фернандо Камарго. Авторы исследований обнаружили, что при активации Yap1 у мышей развивались клетки, подобные на клетки, составляющие ткань плоскоклеточной карциномы. В ходе проведения дальнейшей части исследований было установлено, что Yap1 инактивируется супрессором развития опухолей – альфа-катенином, который при связывании с Yap1 запрещает попадание данной молекулы в ядро клетки. Как в клетках опухолевой ткани плоскоклеточной карциномы мышей, так и в данных клетках человеческого организма инактивация альфа-катенина приводила к тому, что Yap1 возвращался в ядро клеток и вновь приобретал негативную активность.

«Молекулы альфа-катенина пребывают в молчащем состоянии при многих типах рака эпителиальных тканей: рака кожи, рака толстой кишки и во многих других случаях. Если альфа-катенин мутирует или отсутствует, то происходит неконтролируемый рост клеток. До настоящего момента времени было непонятно, почему так происходит. Результаты наших исследований дают основания полагать, что к развитию указанных выше раковых заболеваний приводит избыточная активность Yap1» – говорит Фернандо Камарго.

Известно, что альфа-катенин способен воспринимать информацию о плотности клеток в окружающей среде. Возможно, альфа-катенин способен определять и тип клеток, составляющих его окружающую среду. В тех случаях, когда клетки «упакованы» слишком плотно, то альфа-катенин ингибирует Yap1.

«Используя молекулы Yap1, альфа-катенин даёт сигнал эпидермальным стволовым клеткам на дальнейшую пролиферацию или на её остановку, в зависимости от нужд самой ткани» – поясняет Камарго.

Более подробные результаты исследований опубликованы в журнале Cell.