Наши ткани и органы все время обновляются: старые клетки выходят из строя, на их место приходят новые. Происходит это в разных органах с разной скоростью, но ресурсом всегда служат стволовые клетки – те, которые могут очень долго делиться и которые время от времени утрачивают способность к делению, приобретая какую-то конкретную функцию. Притом сами стволовые клетки, которые есть во взрослом организме, не универсальны, у них тоже есть специализация, и те из них, которые обновляют кожу или кишечный эпителий, не могут производить, например, клетки крови.

Считается, что стволовых клеток нет только в сердце – вскоре после рождения они в нем быстро засыпают. Однако не во всех органах, в которых стволовые клетки явно есть, их удалось сразу обнаружить. Именно так было со скелетом: исследователи много лет искали клетки, которые давали бы кость, костный мозг и хрящ, и не более того.

Тут надо уточнить, что существуют мезенхимальные стволовые клетки, которые превращаются в клетки кости и хряща, но, кроме того, они также превращаются в клетки жировой ткани, клетки мышц и еще в некоторые. То есть мезенхимальные стволовые клетки – это клетки довольно широкого профиля, и нельзя сказать, что они обслуживают только скелет. Однако в 2015 году исследователи из Стэнфорда обнаружили у мышей стволовые клетки, которые были только скелетными. Подопытные мыши были генетически модифицированы так, чтобы разные стволовые клетки у них флуоресцировали разными цветами в зависимости от того, какие гены у них работают. Таким способом скелетные клетки и удалось поймать.

Однако чтобы найти их у людей, нужно было воспользоваться каким-то другим методом – сделать генетически модифицированного светящегося человека (пока что) невозможно. Поэтому исследователи начали пристально изучать кости человеческих зародышей, по тем или иным причинам умерших до рождения. В тех костных зонах, где кость должна расти, авторы работы нашли клетки, у которых активность генов была похожа на активность генов скелетных стволовых клеток мышей; и в экспериментах из таких человеческих клеток действительно получались микроскопические фрагменты кости, хряща и костного мозга. Те же самые клетки удалось впоследствии найти и в костях взрослых людей (образцы взрослой костной ткани получали от больных, перенесших операции на колене или бедренной кости). Подробно новые клетки и их свойства описаны в статье в Cell.

Обычно про стволовые клетки говорят в связи с регенеративной медициной – с их помощью хотят лечить больные органы, а то и выращивать здоровые органы на замену испортившимся. Те мезенхимальные клетки с достаточно широкой стволовой специализацией, о которых мы говорили в начале, не слишком для этого подходят, хотя их активно изучают на сей предмет. То есть если мы хотим лечить стволовыми методами скелет, нужно действовать именно на его собственные стволовые клетки, которые наконец-то удалось обнаружить.