Tarpslankstelinio disko (IVD) degeneracija yra reikšminga nugaros skausmo priežastis, paveikianti milijonus žmonių visame pasaulyje. Ši būklė gali prasidėti nuo sužalojimo, sukeliančio biologinių įvykių pakopą, dėl kurios negrįžtamai nyksta ląstelės ir pablogėja IVD funkcija. Norint sukurti veiksmingus gydymo būdus, ypač ląstelių pakeitimo strategijas, labai svarbu suprasti pagrindinius IVD degeneracijos mechanizmus. Tačiau šie metodai susidūrė su iššūkiais, nes trūksta žinių apie svarbias ląstelių populiacijas ir molekulinę sąveiką, atsirandančią po sužalojimo.
Naujausi tyrimai leido įveikti šias spragas. Sade W Clayton ir jo kolegų atliktas tyrimas naudojo vienos ląstelės RNR seką, kad išanalizuoti transkripcijos pokyčius tiek endogeninėse, tiek infiltruojančiose IVD ląstelių populiacijose po sužalojimo. Tyrime daugiausia dėmesio buvo skiriama uodegos IVD, išskirtoms iš 12 savaičių amžiaus C57BL/6 pelių patelių, lyginant kontrolinius ir sužeistus mėginius praėjus septynioms dienoms po sužalojimo. Atlikdami pažangias klasterizacijos analizes, genų ontologijos vertinimus ir pseudotime trajektorijos analizę, mokslininkai siekė išsiaiškinti ląstelių atsakus, susijusius su IVD pažeidimu.
Klasterizacijos analizė nustatė 11 skirtingų IVD ląstelių populiacijų, apimančių specifines audinių, imunines ir kraujagyslių ląsteles. Diferencinė genų ekspresijos analizė atskleidė, kad pagrindiniai kontrolinių ir sužeistų ląstelių transkriptominių skirtumų dalyviai buvo išorinės žiedinės fibrozės, neutrofilai, Saa2 aukšto mezenchiminės kamieninės ląstelės (MSC), makrofagai ir Krt18+ Nucleus Pulposus (NP) ląstelės. Pažymėtina, kad genų ontologijos rezultatai parodė, kad labiausiai reguliuojami biologiniai keliai reaguojant į sužalojimą buvo susiję su angiogeneze ir T ląstelių aktyvumu, o kategorijos, susijusios su žaizdų gijimu ir ekstraląstelinės matricos (ECM) reguliavimu, buvo sumažintos.
Vienas iš įspūdingų pseudotime trajektorijos analizės išvadų buvo pastebėjimas, kad sužalojimas padidino ląstelių diferenciaciją beveik visose IVD audinių grupėse, išskyrus Krt18+ NP ląsteles, kurios liko mažiau subrendusios. Tyrimas taip pat pabrėžė, kad Saa2-High ir Grem1-High MSC populiacijos po sužalojimo turėjo tendenciją diferencijuotis į labiau IVD būdingus ląstelių profilius, ir buvo nustatyta, kad šios populiacijos aiškiai lokalizuojasi IVD.
Šis tyrimas ne tik pagerina mūsų supratimą apie nevienalytį IVD ląstelių populiacijų pobūdį ir jų reakciją į sužalojimą, bet ir nustato specifines MSC populiacijas kaip galimus būsimų IVD taisymo tyrimų tikslus. Išaiškindamas ląstelių dinamiką po IVD sužalojimo, šis tyrimas atveria kelią naujoviškų terapinių strategijų, skirtų IVD funkcijai atkurti ir nugaros skausmui malšinti, kūrimui.
Šio reikšmingo tyrimo autoriai yra Sade W Clayton, Aimy Sebastian, Stephen P Wilson, Nicholas R Hum, Remy E Walk, Garrett WD Easson, Rachana Vaidya, Kaitlyn S Broz, Gabriela G Loots ir Simon Y Tang, atstovaujantys tokioms gerbiamoms institucijoms kaip kaip Vašingtono universitetas Sent Luise ir Lawrence'o Livermore'o nacionalinė laboratorija. Jų bendradarbiavimo pastangos pabrėžia tarpdisciplininių tyrimų svarbą sprendžiant sudėtingas sveikatos problemas, tokias kaip IVD degeneracija.
