Исследователи Медицинского колледжа Вейлл Корнелл и Больницы специальной хирургии обнаружили популяцию стволовых клеток, которая, предположительно, участвует в образовании сухожилий и связок. Работа ученых опубликована 7 сентября в журнале Cell.

По данным исследователей, найденные клетки способны самостоятельно обновляться и формировать разные виды клеток, необходимые для создания и поддержания сухожилий и связок. Ранее ученым не удавалось однозначно определить единственную популяцию клеток с такими свойствами.

Поиск был осложнен особенностями соединительных тканей. В сухожилиях и связках присутствует большое количество похожих на фибробласты клеток, поэтому выделить среди них конкретную стволовую популяцию оказалось непросто. Ученые проанализировали тысячи отдельных клеток и определили те из них, которые соответствуют критериям «стволовости».

Сначала специалисты обнаружили эти клетки у мышей в определенной области сухожилий и связок. Исследователи предполагают, что она может служить своеобразным резервом клеток, обеспечивающим рост и восстановление тканей.

Затем команда проверила наличие аналогичных клеток у людей. Для этого использовались образцы связок, полученные во время операций с согласия пациентов. Выяснилось, что человеческие клетки также способны к самообновлению и образованию клеток связок. Их нашли в разных частях тела, в том числе в связке надколенника и ахилловом сухожилии.

Отдельное направление работы было связано с поясничным спинальным стенозом. При этом заболевании утолщение связок уменьшает пространство внутри позвоночного канала и может приводить к сдавливанию нервов. По оценкам, заболевание встречается примерно у 103 млн человек во всем мире.

Ученые сравнили клетки пациентов со спинальным стенозом с образцами людей, у которых была грыжа межпозвоночного диска, но отсутствовали признаки стеноза. В связках пациентов с этим заболеванием обнаружили больше новой популяции стволовых клеток.

При пересадке мышам клетки, полученные от пациентов со стенозом, формировали больше клеток сухожильного типа по сравнению с клетками людей без заболевания. Это позволило исследователям предположить, что обнаруженная популяция может участвовать в развитии патологических изменений.

Дальнейшие эксперименты показали различия в кальциевой сигнализации внутри клеток. У стволовых клеток, связанных со стенозом, этот процесс происходил активнее. Кальциевая сигнализация участвует во внутриклеточной коммуникации и регулирует, в частности, рост и активность клеток.

Когда ученые искусственно усилили этот механизм в здоровых клетках, они наблюдали чрезмерное разрастание тканей. В другом эксперименте, наоборот, снижение кальциевой сигнализации в модели спинального стеноза у мышей остановило аномальный рост клеток.

Полученные результаты позволяют рассматривать кальциевую сигнализацию как потенциальную мишень для будущего лечения. В частности, исследователи допускают возможность изучения блокаторов кальциевых каналов, которые уже применяются для контроля повышенного давления. Однако эффективность и безопасность такого подхода для людей еще предстоит проверить в клинических испытаниях.

Соавтор работы доктор Сравишт Айер отметил, что обнаружение специализированных стволовых клеток создает возможность изучать спинальный стеноз с точки зрения механизмов его развития, а не только устранять последствия заболевания хирургическим путем.

Исследователи намерены проверить, связаны ли обнаруженные клетки и с другими заболеваниями соединительной ткани. В частности, ученых интересует синдром Марфана. Кроме того, открытие может помочь в изучении травм и хронических повреждений сухожилий и связок, включая разрывы вращательной манжеты, повреждения ахиллова сухожилия, реконструкцию связок и дегенеративные процессы.