Ученые из Университета Тафтса разработали новую трехмерную модель, чтобы изучить, как восстанавливаются нервные ткани в носу. Оказалось, один тип стволовых клеток, которые раньше считали «спящими», на самом деле играет ключевую роль в сохранении обоняния.

В отличие от клеток центральной нервной системы, обонятельные нейроны в полости носа могут восстанавливаться на протяжении всей жизни, несмотря на постоянный контакт с внешней средой. Но вирусы (вроде COVID-19), токсины и даже старение могут нарушить их работу или способность к обновлению, что приводит к частичной или полной потере обоняния.

Чтобы понять, как нейроны в носу постоянно обновляются и почему этот процесс нарушается, ученые создали простую трехмерную модель ткани носа мыши — органоид. В исследовании, опубликованном в издании Cell Reports Methods, они показали, как два типа стволовых клеток — горизонтальные базальные (HBC) и шаровидные базальные (GBC) — взаимодействуют и помогают друг другу создавать новые нейроны.

Раньше думали, что HBC почти неактивны, но наша работа говорит об обратном, — объясняет Брайан Лин, ведущий автор исследования. — Оказалось, они критически важны для восстановления поврежденной ткани.

Ученые выделили подгруппу HBC, которая производит белок KRT5 и активно поддерживает образование новых нейронов. Когда эти клетки удалили из органоида, процесс восстановления резко ухудшился.

Также исследователи сравнили клетки молодых и старых мышей.

С возрастом способность к регенерации снижается, — говорит Лин. — Возможно, это связано с уменьшением количества GBC. Если это подтвердится, можно будет искать способы их «омоложения.

Модель сделали максимально простой, чтобы ее могли использовать даже лаборатории с ограниченными ресурсами.

После COVID-19 интерес к обонятельным клеткам резко вырос, — отмечает Лин. — Наша модель поможет ученым из разных областей изучать, почему нейроны перестают восстанавливаться.

Следующий шаг — создать аналогичный органоид из человеческих клеток. Это ускорит поиск лекарств для людей с потерей обоняния. Пока сложность в том, что человеческие обонятельные клетки трудно отделить от дыхательных.

Этот прорыв дает:

• Понимание регенерации — теперь ясно, что «спящие» клетки активно участвуют в восстановлении.
• Модель для тестирования — дешевый и эффективный способ изучать болезни и старение.
• Перспективу терапии — если удастся создать человеческий органоид, можно будет быстрее разрабатывать лекарства.

Хотя модель упрощает исследования, она пока ограничена мышиными клетками. Человеческие ткани сложнее, и их регенерация может работать иначе. Кроме того, старение — многофакторный процесс, и снижение числа GBC — лишь одна из возможных причин ухудшения обоняния.

Ранее ученые заявили, что с возрастом люди теряют способность различать ароматы.