«Ліпохрящ» має властивості, подібні до бульбашкової плівки — надстабільний, м’який і пружний. Міжнародна дослідницька група під керівництвом Каліфорнійського університету в Ірвайні виявила нещодавно відкритий тип скелетної тканини зі значним потенціалом для розвитку регенеративної медицини та тканинної інженерії.
Більшість хрящів покладається на зовнішній позаклітинний матрикс для міцності, але «ліпохрящ», який знаходиться у вухах, носі та горлі ссавців, унікально упакований заповненими жиром клітинами, які називаються «ліпохондроцитами», які забезпечують надстабільну внутрішню підтримку, що дозволяє серветка залишатиметься м’якою та еластичною – подібно до пакувального матеріалу з бульбашками.
Опубліковане в Science дослідження пояснює, як ліпохондроцити формують і підтримують власні запаси ліпідів, зберігаючи постійний розмір. На відміну від типових жирових клітин (адипоцитів), ліпохондроцити не скорочуються і не розширюються у відповідь на зміни споживання їжі.
«Пружність і стабільність губно-хрящової тканини забезпечує податливість, еластичність, яка ідеально підходить для гнучких частин тіла, таких як мочки вух або кінчик носа, відкриваючи захоплюючі можливості в регенеративній медицині та тканинній інженерії, особливо для дефектів обличчя або травм», — сказав кореспондент Максим Плікус, професор Каліфорнійського університету в Ірвайні з біології розвитку та клітинної біології.
«На цей час реконструкція хряща часто вимагає забору тканини з ребра пацієнта — це болюча та інвазивна процедура. У майбутньому специфічні для пацієнта ліпохондроцити можна буде отримувати зі стовбурових клітин, очищати та використовувати для виробництва живого хряща, адаптованого до індивідуальних потреб. За допомогою 3D-друку цим сконструйованим тканинам можна надати точну форму, пропонуючи нові рішення для лікування вроджених дефектів, травм і різних захворювань хряща».
Повторне відкриття та розширена характеристика
Доктор Франц Лейдіг вперше виявив ліпохондроцити в 1854 році, коли він помітив наявність крапель жиру в хрящах вух щурів, відкриття, про яке досі було забуто. Завдяки сучасним біохімічним інструментам і вдосконаленим методам візуалізації дослідники Каліфорнійського університету в Ірвайні всебічно охарактеризували молекулярну біологію, метаболізм і структурну роль липокряща в скелетних тканинах.
Вони також виявили генетичний процес, який пригнічує активність ферментів, які розщеплюють жири та зменшують поглинання нових молекул жиру, ефективно блокуючи ліпідні запаси ліпохондроцитів. Позбавляючись від ліпідів, липовий хрящ стає жорстким і крихким, підкреслюючи важливість наповнених жиром клітин у підтримці поєднання довговічності та гнучкості тканини.
Біологічне значення та майбутні дослідження
Крім того, команда зазначила, що у деяких ссавців, таких як кажани, ліпохондроцити збираються в складні форми, подібні до паралельних виступів у великих вухах, що може підвищити гостроту слуху шляхом модуляції звукових хвиль.
«Відкриття унікальної ліпідної біології липохряща кидає виклик давнім припущенням у біомеханіці та відкриває двері для незліченних можливостей дослідження», — сказав провідний автор дослідження, Рауль Рамос, докторант лабораторії розвитку та регенеративної біології Plikus.
«Майбутні напрямки включають отримання розуміння того, як ліпохондроцити зберігають свою стабільність з часом, і молекулярних програм, які керують їх формою та функціями, а також розуміння механізмів клітинного старіння. Наші висновки підкреслюють універсальність ліпідів за межами метаболізму та пропонують нові шляхи використання їхніх властивостей у тканинній інженерії та медицині».