Биологи обнаружили универсальный генетический код, отвечающий за отращивание потерянных частей тела у разных видов животных — от аксолотлей до мышей. Ученым удалось не только «отключить» регенерацию у саламандр, но и частично восстановить ампутированные кончики пальцев у млекопитающих с помощью новой вирусной генной терапии. До того чтобы люди могли отращивать руки, как супергерои из комиксов, еще далеко, но фундаментальный шаг в этом направлении уже сделан.
Ежегодно в мире происходят более миллиона ампутаций конечностей — из-за травм, диабета или сосудистых заболеваний. И хотя бионические протезы с каждым годом становятся всё умнее, они по-прежнему не могут полностью заменить живую руку или ногу с их естественной тактильностью и гибкостью. Святой Грааль регенеративной медицины — заставить тело человека чинить себя самостоятельно.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
В мире животных есть свои лидеры в этой области. Мексиканский аксолотль (вид саламандры) способен заново отрастить оторванную лапу, кусок сердца или даже поврежденный спинной мозг. Рыбки данио-рерио (zebrafish) играючи восстанавливают поврежденные плавники. А вот млекопитающим, включая нас с вами, повезло куда меньше. Максимум человеческой регенерации — это способность заново отрастить кончик пальца (и то, только если сохранилось ногтевое ложе).
Долгое время казалось, что между нами и саламандрами лежит непреодолимая пропасть эволюции. Однако новое исследование, опубликованное в авторитетном PNAS, показывает: у нас с амфибиями одни и те же «чертежи», просто наши клетки забыли, как правильно читать инструкцию.
Чтобы разобраться в проблеме, объединили усилия три независимые лаборатории. Команда Джоша Карри из Университета Уэйк-Форест изучала саламандр, Дэвид Браун из Университета Дьюка — регенерацию пальцев на лапках у мышей, а Кеннет Посс из Висконсинского университета в Мадисоне — рыбок данио.
Сравнив, что происходит в ранах трех таких эволюционно далеких видов, биологи обнаружили 100-процентное совпадение. Оказалось, что у всех троих в восстанавливающемся эпидермисе (верхнем слое кожи, который нарастает над свежей раной) активируется одна и та же группа генов — транскрипционные факторы SP6 и SP8. Этот слой кожи работает как командный пункт, отдающий приказы тканям под ним: «Здесь мы строим кость, а здесь тянем сосуды».
Чтобы проверить гипотезу на прочность, биологи применили генетические «ножницы» CRISPR. Когда у аксолотлей «вырезали» ген SP8, их легендарная суперспособность сломалась — саламандры больше не могли нормально отращивать кости конечностей. Точно такой же эффект наблюдался у мышей: удаление генов SP6 и SP8 полностью лишило их способности восстанавливать даже маленькие кончики пальцев.
Дальше началось самое интересное — попытка всё починить. Вооружившись знаниями о молекулярных путях рыбок данио, лаборатория Брауна создала экспериментальную вирусную генную терапию.
Идея была следующей: если командный пункт (гены SP) разрушен, почему бы не подкинуть организму напрямую те приказы, которые он должен рассылать? Вирусный вектор доставлял в рану молекулу под названием FGF8 (фактор роста фибробластов 8) — особый белок, который в норме секретируется по команде гена SP8.
Результат превзошел ожидания. У генетически модифицированных мышей, изначально лишенных рабочих SP-генов, после инъекции FGF8 костная ткань ампутированных пальцев снова начала расти. Генная терапия смогла взять на себя функции отсутствующих генов и «перезапустить» замороженный процесс регенерации.
Ученые пока не вырастили мыши с нуля целую лапку (от плеча и до когтей). Речь идет о частичном восстановлении способности регенерировать костную ткань кончиков пальцев в условиях генетического нокаута. Тем не менее, это классический proof-of-principle (доказательство концепции). Исследование доказывает важнейшую вещь: млекопитающие не утратили «гены регенерации» безвозвратно. Их можно разбудить или сымитировать их работу.
В будущем этот подход может лечь в основу комплексной терапии для людей, где генные инъекции будут сочетаться со стволовыми клетками и биоинженерными каркасами. Ну а пока биологи не научились шприцем превращать нас в саламандр, человечеству лучше по-прежнему соблюдать технику безопасности при работе с циркулярной пилой.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Регенерация: люди смогут восстанавливать части тела
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.