Группа исследователей из международного коллектива, возглавляемая Калифорнийским университетом в Ирвайне, открыла Новый тип скелетной ткани обладает большим потенциалом для регенеративной медицины и тканевой инженерии. В то время как большинство хрящей полагаются на внешний внеклеточный матрикс для прочности, «липохрящ», встречающийся в ушах, носу и горле млекопитающих, состоит из клеток под названием «липохондроциты», заполненных жиром.
Эти клетки обеспечивают суперстабильную внутреннюю поддержку, позволяя ткани оставаться мягкой и пружинистой — подобно пузырчатому упаковочному материалу.
Исследование, опубликованное в журнале ScienceЛипохрящ описывает процесс создания и поддержания собственными клетками резервуаров липидов, сохраняя при этом неизменные размеры. В отличие от обычных жировых клеток адипоцитов, липохондроциты не изменяются в размере в зависимости от количества поступающей пищи.
Податливость и эластичность липохряща обусловлены его упругостью и стабильностью, что делает его подходящим для гибких частей тела, например мочек ушей или кончика носа. Это открывает новые возможности в регенеративной медицине и тканевой инженерии при дефектах или травмах лица, считает автор работы Максим Пликус, профессор биологии развития и клеточной биологии Калифорнийского университета в Ирвайне.
Для восстановления хряща сейчас часто берут ткань из ребра пациента — это болезненная и инвазивная процедура. В будущем можно будет получать специфические для пациента липохондроциты из стволовых клеток, очищать их и использовать для производства живого хряща с учетом индивидуальных потребностей. С помощью 3D-печати получится придавать этим тканям точную форму, что поможет найти новые решения для лечения врожденных дефектов, травм и различных заболеваний хрящевой ткани.
В 1854 году доктор Франц Лейдиг обнаружил жировые капли в хряще ушей крыс, что стало началом изучения липохондроцитов, но эта находка была практически забыта. С помощью современных инструментов и методов визуализации исследователи Калифорнийского университета в Ирвайне изучили молекулярную биологию, метаболизм и структурную роль липохондроцитов в скелетных тканях.
Авторы также раскрыли генетический процесс, подавляющий активность ферментов, расщепляющих жиры, и уменьшающий поглощение новых жировых молекул, эффективно блокируя запасы липидов в липохондроцитах. Лишившись липидов, липохрящ становится жестким и хрупким, что подчеркивает важность наполненных жиром клеток в поддержании сочетания прочности и гибкости ткани. Команда отметила также, что у некоторых млекопитающих, таких как летучие мыши, липохондроциты собираются в сложные формы, например, параллельные гребни в их огромных ушах, которые могут улучшать остроту слуха за счет модуляции звуковых волн.
«Открытие уникальной липидной биологии липохряща опровергает старые представления в биомеханике и открывает возможности для многих исследований», — заявил ведущий автор исследования Рауль Рамос, ученый из лаборатории развития и регенеративной биологии. Будущие направления изучения включают в себя понимание того, как липохондроциты сохраняют стабильность со временем; молекулярных программ, которые управляют их формой и функцией; а также механизмы клеточного старения. Результаты подчеркивают многообразие липидов за пределами метаболизма и предлагают новые способы использования их свойств в тканевой инженерии и медицине.
[Фото: ru.123rf.com]