Вчені виявили ген, що потенційно дозволить людині регенерувати кінцівки

Джерело: Nature Communications

Ген CYP26B1, активний у аксолотлів – саламандр, здатних відновлювати кінцівки, серце та навіть частини мозку – може бути ключем до регенерації кінцівок у людей.

Відтак, 500 аксолотлів і 20 років досліджень створили “road map” для відновлення пошкоджених тканин людини.

Міжнародна група біологів з’ясувала, що ген CYP26B1, який активний у аксолотлів – саламандр, відомих здатністю відновлювати кінцівки, серце та частини мозку, може відігравати ключову роль у регенерації тканин у людини.

Аксолотлі – земноводні, котрі стають статево зрілими та здатними до розмноження, не змінюючи свою форму на форму дорослих особин. Ці незвичайні тварини можуть втратити будь-яку свою частину тіла та повністю відновити її. Вчені з’ясували, що людський організм також має усе необхідне, аби потенційно відростити втрачену кінцівку.

У дослідженні, опублікованому у журналі Nature Communications, вчені з’ясували, що CYP26B1 діє як “картограф” для стовбурових клітин, спрямовуючи їх до формування конкретних тканин – шкіри, м’язів та кісток – на місці травми. Цей процес відбувається завдяки регуляції рівня ретиноєвої кислоти (RA), молекули, що впливає на розвиток та спеціалізацію клітин. Без CYP26B1 цей процес порушується, і повна регенерація кінцівки стає неможливою.

Молекулярний біолог Джеймс Монаган з Північно-Східного університету зробив відкриття, котре допомогло визначити рушійну силу регенерації. Так звана позиційна пам’ять означає, що аксолотлі розуміють коли потрібно відростити тільки втрачений палець чи цілу руку. Основний механізм регенерації хребетних вже був відомий. Втім, Монаган виявив, що починається цей процес з ретиноєвої кислоти та ферменту CYP26B1, котрий розщеплює ретиноєву кислоту.

Для підтвердження гіпотези під час досліду вчені заблокували CYP26B1 препаратом таларозол. Після ампутації зап’ястя клітини “зчитали” себе в області плеча і почали будувати дубльовану повну кінцівку – замість відновлення лише руки. Це було прямим доказом того, що градієнт розпаду кислоти встановлює відновлення “address”.

Особливо дивовижним у аксолотлів є те, що вони відновлюють кінцівку у точності такою, як вона була до ампутації.

У лабораторних експериментах дослідники піддавали людські стовбурові клітини умовам, що імітують середовище травми аксолотля. Коли вони коригували рівні RA та активували CYP26B1, стовбурові клітини не росли випадково – вони почали формувати впорядковані тканини, що свідчить про наявність подібних регенераційних шляхів у людей, які просто перебувають у сплячому стані.

Автори наголосили, що справа не в унікальних генах земноводних, а в особливостях їх регуляції. У людей також є необхідний набір речовин, однак, ці механізми втрачаються після народження.

Відкриття вказує на майбутнє, де відновлення втрачених кінцівок та тканин може перейти від наукової фантастики до медичної реальності. Якщо вчені зможуть безпечно активувати цей ген у людей, регенеративна медицина може увійти в нову еру – еру, де загоєння означає повне біологічне відновлення.

Аби майбутнє стало реальністю, дослідники мають з’ясувати, що відбувається всередині бластемних клітин під час регенерації та на які частини цих клітин діє ретиноєва кислота.

Американські науковці розробили персоналізований метод стимуляції мозку, який допоміг пацієнту з важкою психотичною депресією вперше за десятиліття відчути радість і спокій.