Это звучит как чистая научная фантастика, но ученые в настоящее время работают над разгадкой секретов регенерации конечностей у млекопитающих, черпая вдохновение у саламандр. Аксолотлям, разновидности саламандр, требуется примерно 40-50 дней, чтобы отрастить утраченные конечности, что является сиюминутным результатом по сравнению с людьми и другими млекопитающими, которые вообще не обладают такой способностью. Но новое лечение может изменить этот недостаток.
От научной фантастики к реальности
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, исследователи из Техасского университета A&M использовали специально разработанную сыворотку, которая стимулировала у мышей образование бластемы – временной клеточной структуры, помогающей таким организмам, как аксолотли, регенерировать структуры.
Как им это удалось? По словам автора исследования Кена Мунеоки, доктора философии, профессора ветеринарной физиологии и фармакологии Техасского университета A&M, он и его команда ампутировали часть пальца мыши. Затем исследователи выполнили три шага для восстановления пальца:
- Вместо того, чтобы сразу обрабатывать рану, Мунеока и его команда дождались, пока кожа затянется и заживет. По словам Мунеоки, наибольший потенциал для повторного заживления раны существует именно тогда, когда кожа затягивается и естественный воспалительный процесс в организме достигает своего пика.
- После того, как кожа зажила, Мунеока и его команда имплантировали крошечную бусинку, содержащую белок под названием FGF2. Хотя этот белок сам по себе не вызывает полного восстановления у взрослых мышей, он, по словам Мунеоки, успешно предотвращает образование рубца. Вместо этого он обманывает клетки раны, заставляя их формировать «бластему» – массу размножающихся, незапрограммированных клеток, которая обычно наблюдается у животных, таких как саламандры, при восстановлении утраченных конечностей. Проще говоря, он помогает организму сформировать «план».
- После образования бластемы Мунеока и его команда обработали ее вторым белком, называемым BMP2. По словам Мунеоки, сам по себе BMP2 помогает только восстанавливать и удлинять сломанные кости. Однако, поскольку он был применен после первого белка, он использует вновь образованные клетки бластемы для роста совершенно новой, полноценной кости на кончике пальца.
План регенерации всегда был внутри нас
Итак, может ли человек, родившийся, скажем, с недоразвитой конечностью, вырастить новую с помощью этого лечения – или человеческому организму не хватает соответствующего плана? По словам Мунеоки, это зависит от причины недоразвития конечности.
«Человеческий организм использует «чертеж» для формирования конечности в эмбрионе, и мы обнаружили доказательства того, что этот «чертеж» используется повторно, когда регенерация стимулируется нашим лечением», – говорит Кен Мунеока.
Другими словами, у человека, чья конечность была недоразвита из-за внешних факторов in vivo, таких как воздействие алкоголя или наркотиков, результаты могут быть лучше, чем у человека, чья недоразвитость конечности была вызвана генетической модификацией или повреждением «чертежа».
«Если «чертеж» не поврежден, то ожидается, что регенерация должна быть возможна», – отмечает исследователь.
Сколько времени это займет, пока неизвестно.
Универсальный ключ к исцелению
Если этот метод лечения потенциально способен восстанавливать конечности человека, то что еще он может делать? Можно ли его в конечном итоге использовать для восстановления более сложных структур, таких как органы? По словам Мунеоки, существуют исследования – например, одно, опубликованное в Nature Genetics, и другое в PNAS, – которые показывают, что формирование легких и формирование конечностей имеют схожие генетические требования. Также есть исследования на саламандрах, которые показывают, что два белка, важные для регенерации конечностей, важны и для регенерации других структур, таких как жабры.
«Это позволяет предположить, что процесс регенерации может обладать универсальными характеристиками, что вселяет в нас надежду на широкое применение нашей стратегии стимуляции регенерации пальцев, – говорит Мунеока. – Мы считаем, что наше исследование описывает общую стратегию повышения регенеративных способностей у человека. Конкретные детали этой стратегии, вероятно, будут различаться в зависимости от системы органов, и это необходимо определить эмпирическим путем».
Захватывающий шаг вперед
По словам Мунеоки, сложность заключается в том, что регенерация органа требует времени, которого может не хватить, если использование органа необходимо для поддержания жизни. Поэтому, в зависимости от степени повреждения органа, может потребоваться трансплантация от донора.
Однако, по мнению Мунеоки, регенерация частей тела вряд ли приведет к бессмертию.
«Если бы люди могли регенерировать органы на протяжении всей жизни, это улучшило бы качество жизни и, возможно, увеличило бы ее продолжительность», – считает он.
При этом ученый ссылается на исследование на мышах 2021 года, над которым он работал, и которое показало, что формирование бластемы и качество регенеративного ответа снижаются с возрастом.
Таким образом, хотя мы не сможем жить вечно или отрастить новые легкие за одну ночь, план регенерации человека уже заложен в нас – и это сам по себе уже захватывающий шаг вперед в понимании того, что возможно в области исцеления человека.
