Ученые выяснили, что люди могут восстанавливать конечности: в теле есть необходимые компоненты
Ученые обнаружили, что у людей есть необходимые ингредиенты для того, чтобы отрастить новые конечности, которые были утрачены. К такому выводу ученые пришли после исследования необычных земноводных, известных регенерацией разных частей тела.
Аксолотли – это личинки некоторых земноводных под названием амбистомы. Особенность аксолотля состоит в том, что он достигает половой зрелости и становится способным к размножению, не превратившись во взрослую форму.
Аксолотли известны своей способностью отращивать практически любую часть тела, откушенную хищником, но причина этой регенерации до сих пор оставалась загадкой. Оказывается, ретиноевая кислота и фермент CYP26B1 активно участвуют в восстановлении утраченных конечностей. Ученые считают, что технологии, вдохновленные аксолотлями, могут помочь людям восстанавливать свои конечности, ведь у нас есть все необходимое для этого. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, пишет Popular Mechanics.
Чудеса регенерации
Аксолотли могут потерять практически любую часть тела, даже мозг и внутренние органы, и полностью восстановить ее. Долгове время ученые не знали, каким образом происходит регенерация конечностей у этих земноводных, но теперь ее манизм раскрыт.
Позиционная память означает, что аксолотль каким-то образом знает, нужно ли ему отращивать потерянную лапу. Это уже было известно как основной механизм регенерации позвоночных, но ученые обнаружили, что он начинается с ретиноевой кислоты и фермента CYP26B1. Ни одно из этих химических веществ не является исключительным для аксолотлей. Они также есть в организме человека.
Когда хищник откусывает лапу или что-либо еще у аксолотля, ретиноевая кислота синтезируется в среднем слое кожи и распространяется в зачаток конечности. Это помогает создавать фибробласты, которые являются клетками соединительной ткани у людей, но регенеративными клетками у этих существ.
Фибробласты образуют бластему, или клетки-предшественники конечностей, которые затем растут и дифференцируются, чтобы воссоздать определенную отсутствующую конечность. Бластема отражает поведение зачатков конечностей у взрослых аксолотлей, которые были травмированы, а позиционная информация обменивается между стволовыми клетками в бластеме и другими клетками в этой зачаточной конечности, чтобы гарантировать, что соответствующие ткани регенерируются там, где они должны расти.
Люди могут отращивать конечности, но нужно разобраться с процессом
Ген Hoxa13 активирует фермент CYP26B1, который расщепляет ретиноевую кислоту там, где она не нужна, и использует ее для создания шаблона для новой конечности. Это расщепление определяет, сколько ретиноевой кислоты находится в месте ампутации и, следовательно, положение и структуру конечности, которая отрастает заново. Более высокий уровень ретиноевой кислоты активируют ген Shox, который одновременно дает указания для производства белка, регулирующего работу других генов, и участвует в формировании скелета.
Как выяснили ученые, при нарушении этого процесса могут возникнуть такие дефекты, как аномалии скелета. Повышение уровня ретиноевой кислоты в лапе аксолотля привело к тому, что у него выросла не просто другая лапа, а совершенно новая конечность. Устранение гена Shox с помощью технологии CRISPR-Cas9 привело к появлению нормальных лап, но с костями, которые не затвердели должным образом. Это также происходит у людей с мутациями гена Shox, говорят ученые.
Удивительно, но аксолотли восстанавливают конечность в той же форме, которую она имела до ампутации. Некоторые другие регенерирующие животные, например, ящерицы, могут отращивать хвост, но в более простой форме.
Ученые говорят, что потребуется гораздо больше исследований, чтобы передать эту способность людям, но необходимые ингредиенты в теле человека уже есть. Для того, чтобы будущие технологии помогли отращивать конечности людям нужно выяснить, что происходит внутри клеток бластемы во время регенерации, и какие части этих клеток являются мишенью для ретиноевой кислоты.
По словам авторов исследования, если получится заставить наши фибробласты прислушиваться к этим регенеративным сигналам, то они сделают все остальное, ведь они знают, как создать конечность.
| Комментарии (0) |