Аксолотль, диво-загоювач рани - DER SPIEGEL
Аксолотль насправді справляє веселе враження. Майже сотня хвостатих земноводних котиться в акваріумах Ганноверської медичної школи, парами чи невеликими групами. З пучками зябер, що стирчать, як волосся з голови, та їх, мабуть, усміхненим ротом, аксолотль виглядає симпатичним. І їм цікаво. Якщо ви наближаєтесь до їхніх басейнів, вони плавають до шибки і притискаються до неї крихітними передніми лапками.
Але деякі виглядають інакше, їм бракує руки чи ноги. Деякі вже виросли пень.
Дослідники ампутували ділянки кінцівок або видалили стулки шкіри у земноводних, щоб вивчити їх здатність до регенерації. Це безболісно для тварин під наркозом, поріз майже не кровоточить. "Коагуляція налагоджується дуже швидко", - каже лікар Бьорн Менгер. "Ви майже можете спостерігати за зціленням". Молекулярний біолог Керстін Реймерс-Фадлауї встановив, що, як правило, потрібно лише кілька місяців, щоб частина тіла повністю відновилася і "з дуже молодими тваринами навіть лише кілька тижнів".
Саме ця надзвичайна здатність до регенерації робить аксолотль - відомий масовій аудиторії в Німеччині за назвою книги „Аксолотль - дорожнє вбивство” - таким цінним для вчених. Аксолотль може повністю відновити посічені кінцівки, частини серця, мозок та хребет, включаючи спинний мозок, що робить його унікальним серед вищих хребетних.
Чудові істоти: Казковий світ Аксолотлю
Молекулярні біологи, хірурги та експерти-амфібії з Ганновера у вересні заснували спеціальний центр для дослідження аксолотлю. Вони хочуть викрити у тварини секрет загоєння ран, щоб одного дня вони могли допомогти спалити жертв або людей з ампутаціями.
Аксолотль майже не зник у дикій природі. Озеро Xochimilco неподалік столиці Мехіко вважається єдиним природним середовищем існування Ambystoma mexicanum. Забруднення води, туристи з міста та покинуті окуні, які вибирають їжу, сильно пошкодили тварину. Крім того, земноводні мексиканці вважають делікатесом.
Вчені з різних дисциплін захоплюються дивними істотами. Деякі з них навіть вірять, що тварини мають ключ до довгого життя, вічної молодості та здоров’я на все життя. Аксолотль досягає незвично старості для земноводних, 25 років вже задокументовано. Але він насправді ніколи не виростає: замість того, щоб перерости в готову саламандру, він залишається у стадії личинки протягом усього свого життя.
Шукайте цілющий фермент
У клініці пластичної хірургії рук та реконструктивної хірургії аксолотлам доводиться неодноразово звільняти кінцівки, щоб дати дослідникам уявлення про їх дивовижне самовідновлення. На межі розділу спочатку утворюється шар навколишніх клітин шкіри. Нижче дозріває своєрідна тканинна брунька, з якої знову формуються всі важливі типи тканин: кровоносні судини, м’язи, сухожилля, кістки і навіть нерви.
Як саме ця робота ще не повністю досліджена. Довгий час вчені припускали, що клітини зі швидкістю різання перетворюються назад на плюрипотентні стовбурові клітини у відповідь на молекулярний сигнал, який потім може ділитися і розвиватися на всі необхідні типи клітин. Але ця теорія була спростована в 2009 році, коли дослідницька група з Інституту молекулярно-клітинної біології та генетики Макса Планка у Дрездені опублікувала статтю в журналі "Nature".
За допомогою флуоресцентних білків вченим вдалося простежити долю окремих типів тканин. Стовбурова клітина не розвивається з колишньої м’язової клітини, а лише клітина-попередник м’яза, з якої з’являються нові м’язові клітини. Подібним чином хрящ утворюється з клітин хряща. Клітини шкіри самі по собі є більш гнучкими: з них може розвиватися не тільки шкіра, а й хрящі та сухожилля.
Це показує, що клітини "дива регенерації аксолотль" поводяться не так інакше, як у ссавців, заявила тоді автор дослідження Еллі Танака. Люди також мають потенціал для регенерації під час свого ембріонального розвитку. Наприклад, навіть у маленьких дітей кінчик пальця може відновитись знову. Але з часом ця здатність зникає.
"Ми маємо спільну еволюційну історію з земноводними", - пояснює Керстін Реймерс-Фадлауї. "В основному регенерація закладена в нашому генетичному плані". За допомогою аксолотлю можна було б дізнатись, як увімкнути цей процес знову.
Служба для науки супроводжується безтурботною пенсією
Реймерс-Фадлауї та її колеги проаналізували так званий транскриптом з геному клітин, що загоюють рани. Вони зосереджувались на генах, які активні в процесі регенерації. Одна з генетичних відомостей містить план ферменту, який може дати вихідний сигнал для оновлення клітин: так звані амблокси, мабуть, підтримують створення речовини-месенджера, яка спонукає клітини до трансформації в клітини-попередники.
Дослідники пояснюють, що початкові експерименти показали, що клітини людини також реагують на цю речовину-месенджер. Шар клітин шкіри людини, на який вони раніше імплантували генну послідовність, заживав набагато швидше після травми, ніж необроблені контрольні клітини. Зараз ганноверські вчені перебувають у процесі штучного створення амблоксів. "Наша довгострокова мета - використовувати його для отримання активного інгредієнта, який підтримує загоєння ран", - каже лікар Менгер. "Наприклад, його можна використовувати як крем від опікових ран". Але до цього ще довгий шлях.
Нещодавно заснований Центр Аксолотля в Ганновері присвячений не лише біомедичним дослідженням, але й захисту видів. Експерт-амфібія Крістіна Алмелінг доглядає за тваринами та бере участь у міжнародній програмі розведення з метою збереження зникаючих видів Ambystoma mexicanum. Також одним із їх принципів є те, що жодна з тварин не повинна загинути за експерименти. Після служби кожен аксолотль має право на безтурботну пенсію.
Як і "Tiger Mädchen", у 16 років найстаріший відомий аксолотль у німецьких дослідженнях. З віком їх здатність до регенерації швидко зменшується; після укусу особи, яка пересікла передню ногу, потрібно майже рік, щоб відрости. Навіть якщо вона ще в молодості, прикмети часу добре видно: очі у неї каламутні, шкіра зморщена. Про вічну молодість не може бути й мови.
У якийсь момент аксолотль також проходить шлях усього земного - але в основному в повному стані.