Третьего декабря в Денвере, США, на 51-м ежегодном съезде Американского общества клеточной биологии (American Society for Cell Biology, ASCB) торжественно объявили результаты первых Всемирных клеточных бегов и наградили победителей. Ученые, конечно, шутят, однако забег клеток — это еще и серьезное исследование.
Одна из актуальных проблем, занимающих сейчас биологов, — миграция клеток. Без нее не обходятся такие фундаментальные процессы, как эмбриональное развитие, формирование органов, рост организма, а также, увы, распространение раковых клеток и образование метастазов. Лаборатории всего мира разрабатывают экспериментальные подходы, позволяющие анализировать миграцию клеток, причем для каждого их типа характерна своя стратегия перемещения. Чтобы систематизировать эту информацию, полезно сопоставить скорость миграции разных типов клеток в сходных условиях. А что такое сравнение скоростей, как не бег взапуски?
Организаторами забега стали трое французских ученых: Ана-Мария Леннон-Дюмениль (Ana-Maria Lennon-Dumеnil) и Мэтью Пел (Matthieu Piel) из парижского Института Кюри (Institut Curie) и сотрудник Исследовательского института технологий и наук для жизни (Institut de Recherche en Technologies et Sciences pour le Vivant (iRTSV) Мануэль Тьери (Manuel Thery). Эта идея пришла исследователям на прошлогоднем съезде ASCB в Филадельфии, где их поразило количество публикаций о миграции клеток и чрезвычайно оживленная дискуссия на эту тему.
В соревнованиях приняли участие 70 клеточных линий, предоставленных лабораториями всего мира. Клетки должны были быть абсолютно здоровы, т.е. свободны от вирусов, грибков и бактерий. Линии замораживали и отправляли к месту состязаний — в одну из шести лабораторий, расположенных в Бостоне, Лондоне, Гейдельберге, Париже, Сан-Франциско и Сингапуре. Там клетки разморозили, окрасили флуоресцентными красителями, чтобы удобнее было за ними наблюдать, и поместили в чашки Петри со стеклянным дном, по которому были проложены беговые дорожки — треки длиной 400 микрон (0,4 мм). Чтобы можно было гонять клетки разных размеров и исследовать различные типы движения, ученые предусмотрели дорожки шириной 4 и 12 микрон. Их покрыли фибронектином — основным гликопротеином внеклеточного матрикса. Именно по фибронектину клетки ползают в естественных условиях. Чтобы участники забега не сходили с дорожек, их окружили неприятным для клеток материалом. Перемещения клеток по трекам записывали в течение 24 часов на цифровую видеокамеру. От каждой культуры бежало примерно по 200 клеток, из которых определяли победительницу — ту, что первой дойдет до финиша. Забеги прошли в июле, но победителей объявили только в декабре, на очередном съезде клеточных биологов.
Состязания выиграли мезенхимальные стволовые клетки костного мозга, выращенные в Национальном университете Сингапура доктором Юйчунем Лю (Yuchun Liu). Они промчались по треку со скоростью 5,2 микрона в минуту, или 0,000000312 км/час. Этот результат стал первым мировым рекордом в клеточных забегах. Второе место заняли клетки эпителия молочной железы, а третье — генетически модифицированные клетки той же линии (подобные изменения происходят в раковых клетках). Они показали результаты 3,2 и 2,7 микрона в минуту. Обе линии предоставила Одиль Фило-Коше (Odile Filhol-Cochet) из iRTSV. Почетное четвертое место досталось кератиноцитам, взятым у больного с синдромом Киндлера. Это редкое генетическое заболевание, при котором кожа местами атрофируется и покрывается волдырями и пигментными пятнами. Линию прислала Рамена Беган (Rumena Begum) из Королевского колледжа Лондона (King’s College London). Ученых-победителей наградили цифровыми камерами Nicon, медалями и лабораторным оборудованием.
Задачи, которые ставили перед собой исследователи клеточной миграции, определили и выбор участников: только клетки, ползающие по фибронектину. Поэтому в состязаниях не участвовали сперматозоиды, которые развивают скорость до 3 мм в минуту и с легкостью обогнали бы рекордсмена. Но кто знает, возможно, придет и их время. Организаторы планируют через год провести вторые соревнования, в программу которых, по словам Мануэля Тьери, могут войти плавание и поднятие тяжестей.
По условиям соревнования выигрывала не та клетка, которая перемещалась быстрее всех, а та, что первой приходила к финишу, и залогом успеха стало движение в одном направлении. Клетки, которые перемещались по дорожке взад-вперед, проигрывали. Поэтому уже во время церемонии награждения организаторы добавили еще один приз: черепашью награду. Она предназначалась участникам, которые настойчиво стремились к финишу, никуда не отклоняясь. Этот приз, реактивы для исследования клеток на 1000 долларов от французской компании CYTOO, получила линия модифицированных фибробластов мышиных эмбрионов, присланная Харини Кришнан (Hari-ni Krishnan) из Университета медицины и стоматологии в Нью-Джерси, Стратфорд (University of Medicine & Dentistry of New Jersey).
В дополнение к тому удовольствию, которое доставили клеточные бега всем участникам, они позволили сделать интересные наблюдения. Например, стволовые клетки движутся быстрее, чем зрелые, а раковые клетки обгоняют здоровые. Ученые надеются, что соотнесение скорости движения клеток с их инвазивностью поможет в поисках новых подходов к лечению рака. Возможно, исследователи найдут способ остановить миграцию злокачественных клеток. Но, какие бы научные задачи ни решались на клеточных бегах, спорт есть спорт. Не исключено, что на следующих гонках уже будут принимать ставки.
Наталья Резник