23:32 26 Październik 2020
Piszą dla nas
Krótki link
Autor
0 90
Subskrybuj nas na

Najwyraźniej ludzie potrafią się regenerować jak ryby i płazy. Naukowcy opisali kilka przypadków, gdy końcówki amputowanych palców odrosły u małych dzieci, a tkanki w stawach nóg osoby dorosłej odnowiły się.

Badacze twierdzą, że jest to możliwe dzięki kilku genom. Jeśli zrozumiemy, jak je aktywować, to w przyszłości ci, którzy stracą kończyny, będą mogli pozyskać nowe.

Na opuszkach placów

We wczesnych latach siedemdziesiątych naukowcy opowiedzieli historię małego chłopca, który stracił czubek palca wskazującego. Po kilku miesiącach brakująca część odrosła. Jak się okazało, nie jest to jedyny taki przypadek. Taką regenerację zauważono już wcześniej, ale tylko we wczesnym dzieciństwie. Nigdy nie zdarzyło się to w przypadku osoby dorosłej.

© Sputnik . Vladimir Astapkovich
To dziwne zjawisko zostało wyjaśnione dopiero w 2013 roku. Naukowcy z Uniwersytetu w Nowym Jorku odkryli niewielką grupę komórek macierzystych u podstawy ludzkiego paznokcia. Dzięki nim paznokcie stale rosną, a w okresie niemowlęcym możliwe jest odrośnięcie utraconych opuszków palców. Jednak regeneracja następuje tylko wtedy, gdy pozostanie choćby mały kawałek paznokcia.

Chodzi o to, że po amputacji w tkance nabłonkowej, znajdującej się pod zachowaną częścią płytki paznokcia, aktywizuje się białko Wnt. W przypadku urazu przyciąga ono komórki nerwowe do uszkodzonego obszaru, co z kolei powoduje wzrost zarodkowych komórek tkanki łącznej – tych samych, które naukowcy znaleźli u podstawy paznokcia.

Takie komórki nazywane są mezenchymalnymi komórkami macierzystymi. Zwykle zamieniają się w kości, ścięgna i mięśnie.

W eksperymentach amerykańskich biologów to właśnie dzięki temu mechanizmowi w ciągu pięciu tygodni u myszy wyrosły nowe czubki odciętych palców. Jeśli zwierzęciu amputowano zbyt dużą część i prawie nic nie zostało z pazura, proces regeneracji się nie rozpoczął. Jednak później naukowcy poradzili sobie z tym: ustabilizowali zawartość białka beta-kateniny u podstawy pazurka - działał jako przekaźnik sygnału między białkami Wnt. W rezultacie nawet myszy, które straciły pazury, odzyskały utracone palce.

Autorzy pracy podkreślają, że podobny mechanizm odpowiada za regenerację u płazów. Jego obecność u ssaków, w tym ludzi, daje nadzieję, że w przyszłości zostanie odkryty sposób na przywrócenie amputowanych kończyn.

Skąd wyrastają uszy

Dwa lata później międzynarodowa grupa naukowców poinformowała, że taką metodę znaleziono, co prawda do tej pory tylko u myszy. Stymulując jeden z genów wzrostu – zwykle aktywny tylko podczas rozwoju embrionalnego - biolodzy naprawili uszkodzone tkanki u dorosłych zwierząt. Co więcej, nie chodziło tylko o opuszki palców, ale także o małżowiny uszne.

W trakcie eksperymentu badacze obserwowali procesy zachodzące w komórkach tzw. myszy MRL. Ta populacja gryzoni pojawiła się w wyniku skrzyżowania kilku dużych podgatunków.

Jej przedstawiciele są w stanie regenerować tkanki chrzęstne i inne tkanki organizmu – jak się okazało dzięki temu, że zaraz po pojawieniu się rany lub urazie w ich komórkach aktywowany jest gen wzrostu i związane z nim białko HIF-1a. U zwykłych gryzoni ten odcinek DNA aktywuje się tylko podczas rozwoju zarodka i praktycznie nie uczestniczy w pracy dorosłego organizmu.

Materiał Proteusz, którego nie da się rozciąć
© Zdjęcie : Dr. Florian Bittner/ Institute of Plastics and Circular Economy IKK / Leibniz University Hannover / Fraunhofer Institute for Wood Research / Wilhelm-Klauditz-Institut WKI
Kiedy biolodzy wyłączyli ten gen u myszy MRL, regeneracja została zatrzymana. A zwykłe gryzonie, gdy zwiększono im stężenie HIF-1a w tkankach, nabyły zdolność odrastania utraconych części ciała. Tak więc ich małżowiny uszne, po tym, jak naukowcy odcięli od nich duże kawałki, wróciły do poprzedniego stanu, a nawet zarosły sierścią.

Czyli po dodaniu wymaganej ilości HIF-1a możliwe jest przywrócenie dowolnych dorosłych komórek do stanu, w którym będą się one dzielić i rozprzestrzeniać po tkankach, zamieniając się w wymagane typy, podkreślają autorzy badania. Jeśli zostanie odkryty skuteczny sposób dostarczania białka do ludzkiego ciała, najprawdopodobniej będzie ono w stanie odbudować utracone części ciała.

Człowiek regenerują się

Ludzkie ciało i tak się regeneruje. Odkryli to w ubiegłym roku amerykańscy i szwedzcy badacze, którzy analizowali próbki chrząstki zdrowych ochotników i pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów. U ludzi choroba ta uszkadza chrząstkę stawową i otaczające tkanki.

Mierząc wiek poszczególnych cząsteczek – kolagenu, agrekanu, fibronektyny - w pozakomórkowej substancji chrząstki biolodzy zauważyli: im dalej od kręgosłupa znajduje się staw, tym więcej w nim młodych, nowopowstałych białek. Czyli w kostce były młodsze niż w stawach biodrowych.

Ponadto to właśnie w kolanie i kostce naukowcy odkryli ekspresję charakterystycznych mikroRNA, które wcześniej znajdowano u innych zwierząt o wysokich zdolnościach regeneracyjnych – salamandry meksykańskiej i ryby danio pręgowanego. Ponadto w próbkach pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów ich stężenie było dwukrotnie większe niż w zdrowej chrząstce, a w stawie skokowym – od dwóch do pięciu razy więcej niż w barku.

Zdaniem autorów pracy wszystko to jest przejawem zdolności do regeneracji, która częściowo zachowuje się w niektórych stawach. W warunkach stresu i zniszczenia tkanki w chrząstce człowieka uruchamiane są te same procesy, co w amputowanych kończynach płazów, gdy próbują je ponownie wyhodować. Im dalej staw jest od kręgosłupa, tym aktywniejsza jest regeneracja. W ten sposób można wyjaśniać, dlaczego choroba zwyrodnieniowa stawów występuje częściej w stawie biodrowym, a rzadziej w kostce.

Naukowcy twierdzą: prawdopodobnie uszkodzoną chrząstkę stawową można naprawić, stymulując subtelne procesy regeneracyjne, na przykład wstrzykując określone mikroRNA.

Poglądy i opinie zawarte w artykule mogą być niezgodne ze stanowiskiem redakcji.

Zobacz również:

Żadnych pigułek. Jak zwierzęta bronią się przed infekcją
W wodzie znaleziono substancję wpływającą na agresję?
Rak czy nie rak? Naukowcy wyjaśnili, czym grozi jedzenie czerwonego mięsa
Tagi:
ciekawostki, medycyna, amputacja, regeneracja
Standardy społecznościDyskusja
Komentarz przez SputnikKomentarz przez Facebook
  • Komentarz