Учёные из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете обнаружили, что белок TRF2 необходим для сохранения свойств стволовых клеток мышечной ткани. Ранее его главным образом связывали с защитой теломер — участков на концах хромосом, которые предохраняют генетический материал от повреждений. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances, сообщает ScienceDaily.
Стволовые клетки мышц обычно находятся в неактивном состоянии, но после травмы начинают делиться и участвуют в восстановлении повреждённых тканей. Часть из них затем возвращается в состояние покоя, сохраняя резерв для последующих повреждений. Исследователи установили, что уровень активности TRF2 меняется при переходе клеток между состояниями покоя, восстановления и последующего пополнения клеточного резерва.
Когда учёные удалили TRF2 из стволовых клеток мышц лабораторных мышей, сначала заметных изменений в тканях не произошло. Со временем количество полноценных стволовых клеток стало сокращаться, однако сами клетки не погибли, а утратили признаки, необходимые для выполнения функций по восстановлению мышц. После повреждения ткани вместо здоровых мышечных волокон в них накапливались жировые отложения и рубцовая ткань.
Дополнительные эксперименты провели на модели миодистрофии Дюшенна — наследственного заболевания, сопровождающегося постепенной слабостью и разрушением мышц. Удаление TRF2 из стволовых клеток привело к более быстрому развитию дегенерации и сокращению продолжительности жизни животных. Полученные данные указывают на важность белка для сохранения способности мышц к восстановлению, хотя непосредственно нового метода лечения исследование пока не создало.
Механизм действия TRF2 оказался шире, чем предполагалось ранее. Белок присоединяется к участкам генома, регулирующим активность генов, и взаимодействует с особенными структурами ДНК — G-квадруплексами, формирующимися в областях, богатых гуанином. Благодаря этому он поддерживает генетическую программу, которая сохраняет стволовые клетки именно в состоянии мышечных клеток и позволяет им участвовать в регенерации.
Исследователи считают, что открытие может помочь изучить не только мышечные заболевания, но и различия между восстановлением тканей и развитием рака. Скелетные мышцы хорошо регенерируют после повреждений, однако опухоли, возникающие непосредственно в мышечной ткани, встречаются сравнительно редко. Учёные продолжат выяснять, можно ли использовать механизм, связанный с TRF2, для разработки подходов к лечению миодистрофии и для более глубокого понимания процессов, ограничивающих неконтролируемый рост клеток.