Як відростають ноги
Втрата частини тіла є постійною - але це правило не застосовується до аксолотлю у людей: химерний тритон славиться своєю здатністю відрощувати втрачені кінцівки. Зараз дослідники отримали важливе уявлення про основи цієї таємничої здатності до регенерації: використовуючи генетично модифікованих піддослідних тварин, вони буквально змогли пролити світло на те, які тканини розвивають властивості, схожі на стовбурові клітини, що дозволяють відростати. Дослідники стверджують, що сучасна регенеративна медицина в кінцевому рахунку може отримати користь від результатів.
Як це можливо і чому це не працює з іншими тваринами, включаючи людей? Вже деякий час дослідження зосереджуються на захоплюючій відновлювальній здатності деяких представників земноводних. Аксолотль (Ambystoma mexicanum), який трапляється в мексиканських озерах, у цьому контексті став зразковою твариною. Вчені вже розкрили деякі його секрети: Коли аксолотль втрачає ногу, клітини спочатку накопичуються біля отриманого куксу - утворюється спеціальна тканина, відома як бластема. Потім із цієї структури розробляється повністю функціональна нога, яка, як і її попередник, складається з багатьох тканин і типів клітин, таких як м’язи, нейрони або сполучна тканина.
Яке пояснення є правильним?
Однак до цього часу було незрозуміло, як клітини, що утворюють кінцівки бластеми, можуть вийти із зрілої тканини. Наразі цьому було два пояснення: з одного боку, в сполучній тканині аксолотлю можуть бути сплячі стовбурові клітини, які чекають активації. Інша гіпотеза передбачає, що зрілі клітини сполучної тканини можуть реагувати на втрату кінцівок, регресуючи в клітини-попередники кінцівок, подібні до тих, що містяться в ембріонах.
Щоб визначити правильне пояснення, міжнародна група дослідників зараз розробила генетично модифіковані лінії розведення аксолотлів. Клітини сполучної тканини цих тварин випромінюють флуоресцентне світло через молекулярні мітки, і тому їх можна точно спостерігати. Крім того, вчені використовували генетичні методи для вивчення активності певних спадкових факторів у відповідних тканинах аксолотля. Таким чином, команді зараз вдалося розкрити правильне пояснення походження клітин-попередників бластеми.
Клітини сполучної тканини стають клітинами-попередниками
Як вони повідомляють, мабуть, немає сплячих клітин-попередників. "Зараз ми можемо показати, що не існує" магічних клітин ", які б мали аксолоти, а ссавців немає", - резюмує співавтор Праяг Муравала з Науково-дослідного інституту молекулярної патології у Відні. За результатами, клітини-попередники бластеми розвиваються натомість із зрілих (диференційованих) клітин сполучної тканини - з так званих фібробластів. Коли втрачаються кінцівки, ці клітини "дедиференціюються" назад у клітини-попередники сполучної тканини, пояснюють вчені. Потім вони насправді знову нагадують ті, що знаходяться в зародкових зародках кінцівок.
На думку дослідників, результати мають велике значення в двох аспектах: Вони поклали край довгим дискусіям у біології розвитку, а також надають важливу інформацію для подальших досліджень та регенеративної медицини. У цьому контексті вже відомо, що фібробласти також реагують у ссавців на пошкодження шляхом диференціації. Однак вони “лише” перетворюються на так звані міофібробласти, які потім утворюють рубцеву тканину. "Обидві форми життя залежать від фібробластів у разі пошкодження, але хоча аксолотл і co можуть рости органи, інші утворюють лише фіброзні рубці", - каже Праяг. Тому поточні результати зосереджені на питанні: Що саме відрізняє фібробласти ссавців від версії аксолотль, яка здатна розвивати властивості стовбурових клітин і замінювати складні частини тіла?
Пошуки відповіді на це питання тепер представляють наступну главу на науковому шляху до розуміння регенеративних здібностей, стверджують вчені. Зокрема, майбутнє також стосуватиметься "з'ясування того, чи і як травма у зрілих клітинах ссавців може спричинити зміни, подібні до тих, що спостерігаються в аксолотлі", говорить співавторка Дуня Кнапп з Центру регенеративної терапії DFG Дрезден.