5 Minute
Descoperire: celulele elimină rapid deșeurile pentru a se reprograma după leziuni
Cercetătorii au identificat un comportament rapid și spectaculos de eliminare a deșeurilor în celulele lezate, care pare să le accelereze revenirea la un stadiu asemănător celulelor stem. Procesul — denumit "cathartocytosis" de autorii studiului — a fost observat în țesut gastric și este asociat cu paligenoză, un program de reprogramare descris recent prin care celulele mature revin la stări asemănătoare progenitorilor pentru a reface țesutul deteriorat (regenerare tisulară).
Echipa, condusă de cercetători de la Washington University din St. Louis și Baylor College of Medicine, descrie cathartocytosis ca o evacuare aproape instantanee a resturilor celulare și a organitelor prin membrana plasmatică. Spre deosebire de digestia intracelulară mai lentă realizată de lizozomi, această curățare rapidă pare să elimine utilajele mature, specializate, astfel încât celula să se micșoreze și să înceapă să prolifereze pentru a repara leziunea.
Mecanism și dovezi experimentale
Cercetătorii se așteptau inițial ca eliminarea asociată paligenozei să se desfășoare în principal prin degradarea lizozomală, un sistem intern și gradual de reciclare. În schimb, observațiile repetate de resturi extracelulare au determinat investigații mai aprofundate. În modele pe șoareci cu leziuni gastrice, celulele aflate în paligenoză au prezentat frecvent cavități în membrană și au evacuat material intracelular în spațiul înconjurător — un comportament pe care autorii îl compară cu vărsăturile.
Trei celule gastrice de șoarece (numerotate 1–3) sunt prezentate evacuând resturi celulare prin cavități (albe) care se formează în membranele lor. (Jeffrey Brown/Washington University School of Medicine)
Folosind microscopie în timp real, analize de țesut și markeri moleculari pentru curățarea organitelor și remodelarea membranei, grupul a stabilit că cathartocytosis este o componentă reproductibilă a paligenozei, nu un artefact anomaliu. Autorul principal, Jeffrey W. Brown, gastroenterolog la Washington University, explică faptul că această curățare rapidă ajută celulele să depășească interferența utilajului celular specializat, astfel încât să adopte un fenotip mai mic, proliferativ, capabil să contribuie la repararea țesutului.
Beneficii, compromisuri și implicații clinice
Deși cathartocytosis poate accelera regenerarea, autorul senior Jason C. Mills (Baylor College of Medicine) și colegii avertizează că aceasta implică costuri biologice. Expulzarea rapidă a componentelor intracelulare poate declanșa inflamație locală și poate modifica micromediul tisular, favorizând eventual expansiunea mutațiilor atunci când celule longevive care poartă mutații revin la un stadiu asemănător stem și se multiplică.
Cercetătorii semnalează o legătură plauzibilă între cathartocytosis repetată sau cronică în celulele gastrice îmbătrânite și un risc crescut de cancer gastric: inflamația combinată cu proliferarea creează un context permisiv pentru extinderea clonelor mutate. În același timp, cathartocytosis ar putea furniza un nou biomarker pentru modificările precanceroase; detectarea resturilor celulare extracelulare sau a evenimentelor de remodelare a membranei ar putea semnaliza țesuturile care trec printr-o reprogramare riscantă înainte de transformarea malignă.
Strategiile terapeutice ar putea urmări valorificarea avantajului regenerativ al paligenozei și cathartocytosis, reducând în același timp riscul oncogenic — de exemplu, prin promovarea unor căi controlate de curățare sau prin suprimarea reprogramării cronice determinate de inflamație la pacienții cu risc. Studiul este publicat în Cell Reports.
Comentariu al unui expert
Dr. Elena Rivera, o biologă celulară fictivă și comunicatoare științifică cu experiență în medicină regenerativă, comentează: "Această lucrare evidențiază un compromis comun în biologie: viteză versus fidelitate. Reprogramarea rapidă poate fi esențială pentru repararea acută, dar dacă țesuturile ciclează constant prin această stare — în special la persoanele în vârstă — probabilitatea unor rezultate maladaptive crește. Cercetările viitoare ar trebui să cartografieze modul în care cathartocytosis este reglată în diferite organe și dacă putem, din punct de vedere farmacologic, direcționa celulele către căi de reciclare mai sigure."
Concluzie
Identificarea cathartocytosis lărgește înțelegerea modului în care celulele mature își reproiectează funcțiile pentru a vindeca leziunile. Prin eliminarea rapidă a utilajelor voluminoase și specializate, celulele pot adopta comportamente asemănătoare stem care accelerează regenerarea — însă această scurtătură poate, de asemenea, să amplifice inflamația și riscul de cancer gastric atunci când este repetată sau cronică. Sunt necesare cercetări în curs pentru a stabili cât de larg răspândită este cathartocytosis în diferite țesuturi și dacă beneficiile sale pot fi separate de riscuri pentru utilizări terapeutice mai sigure.
Sursa: sciencealert
Comentarii