Чи може людина відростити нову кінцівку?
Багато нижчі організми зберігають чудову здатність регенерувати форми і функції практично будь-якої тканини після травми. Люди поділяють багато генів з цими організмами, але наша здатність регенерувати вельми обмежена. Вчені з біологічної лабораторії MDI в Бар-Харбор, штат Мен, вивчають генетику цих організмів, щоб з`ясувати, які регенеративні механізми можуть бути активовані в організмі людини.
Здатність тварин регенерувати частини тіла дивувала вчених з часів Аристотеля. Але до появи складних інструментів генетичного і комп`ютерного аналізу, вчені не мали можливості вивчати генетичний механізм, який активує регенерацію. Використовуючи такі інструменти, вчені з MDI виявили генетичні регулятори, керуючі регенерацією, загальні для багатьох видів.
У роботі, опублікованій в журналі PLOS ONE, вчені біологічної лабораторії MDI Бенджамін Кінг і Вут Інь визначили загальні генетичні регулятори у трьох регенерують видів: даніо, поширеною акваріумний рибки родом з Індії- аксолотля, саламандри родом з мексиканських озер- і багатопері риб з Африки.
Відкриття генетичних механізмів, загальних для всіх цих трьох видів, які розійшлися на еволюційному древі близько 420 мільйонів років тому, показує, що ці механізми не є специфічними для окремих видів, але збереглися в природі в процесі еволюції.
Відео: Amputee демонструє нову біонічну руку
«Ми не очікували, що патерни експресії генів будуть сильно відрізнятися у цих трьох видів, але було дивно спостерігати, що вони були практично одними і тими ж», говорить Кінг про відкриття.
Відкриття загальних генетичних регуляторів, як очікується, стане в якості платформи для інформування нових гіпотез про генетичні механізми, що лежать в основі регенерації кінцівок. Це відкриття також є важливим кроком уперед у розумінні того, чому багато тканини в організмі людини, включаючи тканини кінцівки, погано відновлюються - і, можливо, цими механізмами можна маніпулювати за допомогою препаратів.
«Регенерація кінцівок у людей може здаватися науковою фантастикою, але вона в межах досяжного, - говорить Інь. - Те, що ми ідентифікували генетичну сигнатуру регенерації кінцівок у трьох різних видів з трьома різними типами придатків, передбачає, що природа заклала загальну генетичну інструкцію, що регулює регенерацію, і вона може бути загальною для всіх форм життя тварин, включаючи людину ».
Зокрема, вчені досліджували освіту маси клітин - бластеми - яке служить резервуаром для регенерації тканин. Освіта бластеми є першим важливим кроком в процесі регенерації. Використовуючи технологію генетичного секвенування, Кінг і Інь ідентифікували загальний набір генів, які управляються загальною мережею генетичних регуляторів мікроРНК.
Це дослідження також може мати важливе значення для лікування ран, оскільки воно, як правило, вимагає заміни втрачених або пошкоджених тканин, але включає схожі генетичні механізми. Якщо глибоко зрозуміти ці механізми, можна розробити методи лікування для прискорення лікування ран, зменшення больових відчуттів, зниження ризику зараження і більш швидкого відновлення пацієнтів.
Інше можливе застосування лежить в області розробки складних протезів. Коли кінцівка ампутують, можуть бути пошкоджені нерви на місці ампутації. Відновлення і регенерація цих нервів може теоретично дозволити розробку більш складних протезів, які будуть пов`язані з цими нервами і забезпечать більш якісний контроль кінцівки.
Відео: Олена Терешина:"Людина - кінцевий продукт біосфери."
Добре, прискорене ранозагоєння і поліпшені протези можуть бути створені вже скоро. Але як бути зі здатністю відрощувати нові кінцівки? Скільки піде часу на вивчення цього процесу з можливим практичним результатом? Все залежить від фінансування, каже Інь. Він вважає, що такі дослідження просуваються швидко, якщо їх підтримувати. На жаль, каже він, ми переживаємо період, коли фінансування наукових досліджень значно скорочується.
