Rol' fizicheskikh faktorov mikrookruzheniya v funktsional'nom sostoyanii progenitornykh kletok

Abstract

Full Text

Внеклеточное микроокружение (биохимические и биофизические факторы) является одним из главных регуляторов регенеративных и репаративных процессов. Механизмы действия отдельных факторов и их комплексное влияние еще предстоит проанализировать. Интенсивное исследование прогениторных клеток in vitro приводит к накоплению данных о влиянии физических факторов на функциональное состояние и дифференцировку МСК. Важная роль в этих процессах принадлежит цитоскелету и молекулам адгезии. Особенно важным эти вопросы становятся при использовании носителей различной природы для создания биоинженерных конструкций, когда от жесткости/пластичности и адгезивных свойств материала зависит адгезия и коммитирование клеток. Показано, что МСК наряду с рядом других тканеспецифичных клеток обладают механочувствительностью. Важную роль в этих процессах играет внеклеточный матрикс, который через реорганизацию цитоскелета регулирует взаимодействие клеток с микроокружением, жизнеспособность и дифференцировку. Для возможного управления функциональным состоянием МСК необходимо изучать пересечение внутриклеточных путей проведения механического сигнала и регуляторные связи от факторов роста и интерлейкинов (от биохимических регуляторов). Снижение интенсивности влияния механического фактора хорошо иллюстрируется в условиях невесомости. Продемонстрированные в экспериментах изменения цитоскелета, молекул адгезии и коммитирования позволяют с уверенностью говорить о гравичувствительности МСК, а выявленные изменения скелета, мышц и др. требуют внимательного анализа. С другой стороны, невесомости и моделирование микрогравитации в наземных условиях уже используют для получения органоидов, поскольку эти условия позволяют исключить седиментацию, приводящую к контакту с поверхностью и началу дифференцировки. Еще одной областью механобиологии является изучение гидростатического давления на хондрогенез. Этот подход используется для создания хрящевых ткане-инженерных конструкций. Таким образом, биофизические сигналы и факторы могут i) генерировать, усиливать или поддерживать биохимические сигналы для спецификации мезенхимальных предшественников и для тонкой настройки процессов дифференцировки и ii) играть решающую роль в формировании тканевых структур с соответствующими биологическими функциями.