Biologia komórek macierzystych na przykładzie muszki owocowej
Wzrost narządów podczas rozwoju i regeneracja tkanek zachodzą dzięki niewielkiej populacji komórek, nazywanych komórkami macierzystymi. Manipulowanie tymi komórkami stało się niezwykle skutecznym podejściem w medycynie regeneracyjnej i umożliwia odbudowę tkanek od wewnątrz. Należy więc koniecznie poznać mechanizmy indukowania wzrostu narządów przez komórki macierzyste, aby móc nimi manipulować in vivo. Naukowcy z finansowanego przez UE projektu "Somatic control of primordial germ cell proliferation" (PGC PROLIFERATION) prowadzili badania na muszce owocowej Drosophila melanogaster jako organizmie modelowym. Linia rozrodczych komórek macierzystych (GSC) w tym układzie modelowym ma podobne cechy biologiczne do innych komórek macierzystych pod względem podtrzymania i różnicowania ich populacji. U samic muszki jajniki tworzą się podczas embriogenezy. W stadium larwalnym tworzą się nisze somatyczne, w których znajdują się komórki GSC. Są one zachowane w stanie niezróżnicowanym u dorosłych muszek. Podczas podziału GSC jedna komórka potomna opuszcza ochronne środowisko niszy i różnicuje się do cystoblastu. Ten proces jest regulowany za pośrednictwem tzw. komórek eskortujących. Naukowcy przeprowadzili wnikliwe badania przesiewowe, aby ujawnić somatyczne szlaki sygnałowe odpowiedzialne za zachowanie i różnicowanie komórek GSC. Dowiedziono, że gen woc jest niezbędny dla prawidłowego różnicowania komórek GSC. Muszki, u których ten gen nie ulegał ekspresji w komórkach eskortujących, nie utrzymywały niszy komórek GSC i rozwijały się u nich guzy jajnika. Dalsza analiza białka woc wykazała, że jest ono czynnikiem transkrypcyjnym umożliwiającym różnicowanie do cystoblastów poprzez transdukcję sygnału i szlak sygnałowy aktywatora transkrypcji (Stat). Te wyniki ukazały nieznaną dotąd rolę szlaku sygnałowego Stat w różnicowaniu komórek GSC. Aby wyjaśnić dwojaką rolę regulatorową szlaku sygnałowego Stat, naukowcy zaproponowali teorię, zgodnie z którą dzięki Stat komórki GSC przylegają do odpowiedniego typu komórek somatycznych. W zależności od typu tych komórek, przyleganie przekłada się na różne odpowiedzi ze strony komórek rozrodczych. Podsumowując, dane z badania PGC PROLIFERATION podkreślają znaczenie przylegania komórek macierzystych do komórek niszy oraz kontaktu pomiędzy komórkami potomnymi różnicujących się komórek macierzystych a komórkami pomocniczymi.
