В новом исследовании ученые обнаружили, что мегакариоциты влияют на миграцию клеток в костном мозге. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Haematologica.
Актуальность проблемы
Кроветворение – это процесс образования клеток крови, который происходит преимущественно в костном мозге. Костный мозг производит все типы клеток крови: эритроциты, тромбоциты и лейкоциты. Одним из наиболее известных типов лейкоцитов являются нейтрофилы, которые помогают организму бороться с инфекциями и являются наиболее распространенной субпопуляцией лейкоцитов.
Нейтрофилы недолговечны, но очень подвижны и могут проникать в те части ткани, где другие клетки (молекулы) не могут. Все кроветворные клетки, которые развиваются в костном мозге, должны пересекать стенку кровеносного сосуда, чтобы войти в систему кровообращения. Тромбоциты крови происходят из крупных проникающих в сосуды выступов огромных, в основном неподвижных клеток-предшественников, называемых мегакариоцитами.
Таким образом, зрелые мегакариоциты являются родоначальниками тромбоцитов и необходимы для поддержания постоянного количества тромбоцитов. Кроме того, они активно регулируют накопление гемопоэтических стволовых клеток как положительных, так и отрицательных. Представить весь костный мозг с субклеточным разрешением, чтобы понять, как все игроки действуют согласованно, все еще сложно.
Материалы и методы обследования
Исследовательские группы с участием автора Катрин Хайнце (Katrin Heinz) и соавтора Дэвида Стегнера (David Stegner) создали глубокий конвейер реконструкции и сегментации трехмерных изображений различных компонентов костного мозга. Эти сегментированные объекты, первоначально полученные из флуоресцентной микроскопии, затем служат шаблонами для компьютерного моделирования распределения клеток и их миграционного поведения в костном мозге.
Результаты научной работы
В этом исследовании ученые обнаружили, что миграция гемопоэтических стволовых клеток и нейтрофилов зависит от размера и распределения мегакариоцитов. Таким образом, эти моделирования предполагают, что мегакариоциты играют важную роль в миграции клеток, даже если не мигрируют сами. Вместо этого крупные мегакариоциты представляют собой пассивные препятствия и, таким образом, значительно влияют на миграцию других клеток, таких как гематопоэтические стволовые клетки и нейтрофилы в костном мозге. Действительно, прижизненная микроскопия подтвердила, что подвижность нейтрофилов была снижена у истощенных тромбоцитами мышей, у которых увеличился объем мегакариоцитов. Это исследование демонстрирует, как сочетание современных методов визуализации в сочетании с компьютерным моделированием может подтвердить эту гипотезу.
Хайнце объясняет: «Наши шаблоны, полученные на основе изображений очень хорошо отражают физиологическую архитектуру кости».
«Это исследование указывает на важность биомеханических свойств среды костного мозга в регуляции подвижности клеток, фактора, который до сих пор не был оценен должным образом. Результаты исследования ясно показывают, что объемный анализ количества и локализации мегакариоцитов дает дополнительную информацию, которая подтверждает наша картина динамики и механизмов костного мозга», – объясняет Стегнер.
Вычислительный инструмент может не только поддерживать трехмерные исследования динамического поведения клеток, но также помогает сосредоточиться или уменьшить эксперименты на животных, когда гипотезы могут быть проверены в вычислительном отношении. Помимо исследования костей и крови, метод может использоваться для любого органа или ткани.
Авторы другого исследования утверждают, что вирус, обнаруженный у кролика, может помочь при трансплантации костного мозга.
