Мышечные клетки играют важную роль в восстановлении сломанных костей

Заживление кости — сложный процесс, в котором слаженно работает множество разных клеток. Восстанавливают поврежденную ткань костеобразующие клетки — остеобласты, но исследователи все чаще находят и других «строителей». Некоторые из них в обычных условиях бездействуют, а после травмы способны брать на себя работу по строительству кости.

Новое исследование ученых Сычуаньского университета обнаружило неожиданных участников починки сломанных костей — фиброадипогенные прогениторы — клетки-предшественники из мышц, и поверхностные периостальные клетки. Фиброадипогенные прогениторы находятся в скелетных мышцах, а поверхностные периостальные клетки — в надкостнице, тонкой соединительной ткани, которая покрывает кость снаружи. Обычно эти клетки бездействуют, но после перелома привлекаются к восстановлению кости.

Чтобы разглядеть эти клетки, ученым понадобился способ их узнавать. Оказалось, что надежная примета дремлющих клеток-предшественников — работа гена Clec3b. Исследователи вывели породу мышей, у которых клетки с активным Clec3b светились под флуоресцентной меткой, и это позволило следить, где клетки находятся в спокойное время и как ведут себя после травмы.

При обычном росте кости такие клетки оставались в мышцах и в поверхностном слое надкостницы, в саму кость не переходили и в остеобласты не превращались. Но после перелома они быстро добирались до места травмы, и многие превращались там в остеобласты, которые строили новую кость. За три недели около 28% остеобластов в заживающей костной мозоли происходили из клеток Clec3b. Часть клеток стала еще и стромальными клетками костного мозга, которые восстанавливали опорную среду внутри кости. По мере превращения клетки переставали производить Clec3b, а значит, этот маркер связан именно с их спящим состоянием.

Секвенирование РНК отдельных клеток подтвердило такой переход — спящие клетки Clec3b после перелома давали начало новым популяциям с молекулярными признаками стромальных клеток костного мозга и остеобластов.

Также ученые выясняли, откуда эти клетки родом. Похожие клетки есть и в надкостнице, но опыты показали, что главный источник — именно скелетные мышцы. Даже когда надкостницу удаляли до травмы, Clec3b-положительные клетки все равно доходили до перелома и превращались в костеобразующие.

У этой суперспособности есть и другая сторона. Те же клетки участвуют в гетеротопической оссификации — состоянии, когда после травмы кость начинает расти прямо в мышцах и других мягких тканях. В опытах на мышах клетки Clec3b превращались в клетки хряща и кости и становились главным источником такой аномальной кости.

«Когда мы блокировали ключевой путь, необходимый для образования кости, или истощали эти клетки, как заживление переломов, так и аномальный рост кости значительно уменьшались. Этот результат подчеркивает их важную роль в обоих процессах», — отмечают ученые.

Ранее йод оказался намного эффективнее хлоргексидина при переломах.