Наши почки, сердце и печень подготовлены к разного рода катастрофам, причем лучше, чем предполагалось ранее. До недавнего времени считалось, что для восстановления функции органа после травмы необходима регенерация, вовлекающая все специализированные клетки органа. При этом игнорировалось, что такой процесс будет означать потенциально опасное для жизни снижение функции.

Дело в том, что когда ткань повреждена, клетки должны делиться, чтобы заменить ее. Но процесс деления в специализированных клетках, например, сердца, не позволит им выполнять свои обычные обязанности. Это означает, что орган перестанет функционировать должным образом, выйдет из строя. То есть вместо лечения травмы получается усугубление. Но значит ли это, что природа не придумала никаких возможностей вернуть к жизни важные органы?

Выяснилось, что природа, как всегда, оказалась мудрее. Многочисленные исследования показали, что на самом деле существуют два типа клеток, которые реагируют на органную недостаточность. Одни клетки продолжают выполнять свою работу, в то время как другие восполняют объем утраченной ткани.

Первый тип клеток — это те самые, узкоспециализированные — они реплицируют свою ДНК, но не делятся. Этот процесс известен как эндорепликация, при этом клетки функционируют за себя и за того парня (берут дополнительный объем работы). И одновременно активируются стволовые клетки (клетки-предшественники) органа, которые начинают быстро делиться и наверстывать физические потери.

Разные органы в разной степени полагаются на тот или иной путь восстановления. Сердце, например, имеет меньшую плотность стволовых клеток, чем печень, это означает, что сердце реагирует на повреждение в основном эндорепликацией специализированных клеток. В печени преобладает непосредственная регенерация за счет стволовых клеток. Но независимо от доминирующей реакции обе они играют ключевую роль.

Эндорепликация хороша в краткосрочной перспективе, поскольку может спасти жизнь здесь и сейчас, но в долгосрочной перспективе наличие большого количества клеток в таком состоянии может привести к хронической дисфункции органов из-за разрушения тканей.

В случае деления стволовых клеток прочность ткани в долгосрочной перспективе возрастает, но само по себе большое количество клеток, которые быстро делятся вызывает повышенный риск развития рака. Вероятно, поэтому некоторые травмы становятся отправной точкой образования опухоли.

Понимание роли эндорепликации и ее координации с репликацией клеток в каждом органе действительно важно. В настоящее время не существует специальных лекарств для терапии отказа органов, потому что до сих пор невозможно было даже пытаться найти решение — попросту не существовало отправной точки. Однако теперь ученые готовы сделать сделать следующий шаг.