Ir pierādīts, ka pieaugušām vardēm pirmo reizi ataug amputētas kājas, kas to atzīmē kā izrāvienu orgānu atjaunošanā.
Reģenerācija nozīmē bojātas vai trūkstošas daļas atkārtotu audzēšanu orgāns no atlikušajiem audiem. Pieaugušie cilvēki var veiksmīgi atjaunot dažus orgānus, piemēram, aknas un īpaši ādu, kas tiek regulāri atjaunota un labota, bet diemžēl lielākā daļa cilvēka audu orgāni nav spēju atjaunoties. Reģeneratīvās medicīnas jomas mērķis ir atrast veidus, kā atkārtoti aktivizēt mūsu ķermeņa audu reģenerāciju. Ideāls risinājums būtu iedarbināt svarīgus ceļus, kas var atjaunot audus, piemēram, ekstremitāti, no savām šūnām, tomēr tas nav vienkāršs gadījums, jo zinātnieki joprojām cenšas izprast audu reģenerācijas nianses.
Pētījumā, kas publicēts Ziņojumi Cell, zinātnieki no Tuftas universitātes ASV centās izprast audu reģenerācijas spēju un to, kā šūnas sadarbojas un veido trīsdimensiju. orgāns. Viņi izvēlējās reproducēt audu augšanu dzīvniekā, kas parasti neatjaunojas, un viņi izvēlējās abinieku – pieaugušu Āfrikas ūdens vardi (Xenopus laevis) – pētniecībā plaši izmantotu laboratorijas dzīvnieku. Abiniekiem ir ļoti ierobežota audu atjaunošanas spēja, līdzīgi kā cilvēkiem. Zinātnieki veiksmīgi izstrādāja ierīci, kas atkārtoti iedarbina audu veidošanos amputācijas vietā un ļauj daļēji atjaunot pakaļējo ekstremitāti pieaugušai Xenopus vardei.
Atkal augot amputētās ekstremitātes
Pirmkārt, valkājams bioreaktors tika izdrukāts 3D formātā silīcijā un piepildīts ar hidrogelu. Pēc tam uz šī hidrogēla polimēra tika uzklāti mitrinoši zīda proteīni, kas, kā zināms, veicina dziedināšanu un atjaunošanos. Tika pievienots hormons progesterons - neirosteroīds, kas, kā zināms, ir iesaistīts menstruāciju, grūtniecības un zīdīšanas laikā. Progesterons ir iesaistīts arī nervu asinsvadu un citu audu remonta veicināšanā. Vardes tika sadalītas eksperimentālajās, kontroles un fiktīvajās grupās. Kontroles un viltus grupās bioreaktora ierīce tika iešūta vardēs uzreiz pēc ekstremitātes amputācijas. Eksperimentālajā grupā progesterons tika atbrīvots no bioreaktora amputācijas vietā. Ierīces tika izņemtas pēc 24 stundām. Pēc tam vardes regulāri novēroja vairākus mēnešus. Vardēm kontroles un fiktīvas grupās amputācijas vietā izveidojās tieva, skrimšļaina smaile, kas ir normāli, ja audu reģenerācija norit bez palīdzības. Tikai eksperimentālās grupas vardēm tika novērots, ka bioreaktora iekārta izraisīja lielāku ekstremitāšu atjaunošanos un vardēm gandrīz pilnībā izveidojusies ekstremitāte tuvu atauga strukturētāka lāpstiņas formas piedēklis. Tas liecināja par veicinātu audu reģenerāciju. Redzamā atšķirība bija pamanāma dažu nedēļu laikā, kas liecina, ka bioreaktora ierīce radīja atbalsta vidi ap brūce lai audi augtu – līdzīgi kā audi augtu embrijā dzemdē. Tikai īsa progesterona piegāde no bioreaktora (novietota tikai uz 24 stundām) vairāku mēnešu laikā izraisīja mīksto audu un kaulu augšanu. Veicot histoloģisko analīzi un reģenerēto struktūru molekulāro pārbaudi, atklājās, ka šīs ekstremitātes bija biezākas un tām bija vairāk attīstīti kauli, inervācija un vaskularizācija. Dzīvnieki, kas tika ārstēti ar progesteronu, bija arī aktīvāki nekā kontroles un viltus grupas.
Ekstremitāšu augšana apstājās apmēram pēc sešiem mēnešiem, bet tas izraisīja tipisku roku un kāju pirkstu augšanu. Ataugušajām ekstremitātēm bija labs kaulu apjoms un blīvums, galvenie asinsvadi, labi novietoti nervi, un šīs vardes pat varēja peldēt līdzīgi tam, kā parastās nemamputētas vardes, izmantojot savas vietējās ekstremitātes. RNS sekvencēšana un transkripta analīze parādīja, ka gēnu ekspresiju šūnās amputācijas vietā modificēja bioreaktors. Tātad gēni, kas saistīti ar oksidatīvo stresu un balto asins šūnu aktivitāti, bija aktīvi (pārregulēti), un daži citi bija pazemināti. Tika samazinātas arī rētas un imūnā atbilde, tādējādi ļaujot reģenerācijai turpināties, vājinot ķermeņa dabisko reakciju uz traumām, kas citādi būtu kavējušas reģenerācijas procesu.
Nākotne
Šis pētījums ir balstīts uz starta vai palaišanas programmas definēšanas loģiku, kas veicinātu ilgtermiņa izaugsmi. To var saukt par jaunu šūnu stimulācijas modeli. Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka peles var daļēji atjaunot amputētos pirkstu galus normālos apstākļos, bet tāpēc, ka tās nav ūdens un nav ūdens, kas tās aizsargātu, atšķirībā no abiniekiem process pelēm nebija efektīvs, jo jutīgās reģenerētās šūnas atkal tika pakļautas cietām virsmām un atkal. Mugurkaulnieku reģenerācijas pieejai vajadzētu būt attiecināmai uz zīdītājiem un cilvēka ķermeni, un, iespējams, ļoti drīz nākotnē mēs varētu reģenerēt sarežģītus orgānus, kurus varētu izmantot orgānu transplantācijai vai jebkāda veida traumām, varbūt pat vēzim.
***
Avots (-i)
Herrera-Rincon C et al. 2018. Progesterona īsa vietēja lietošana, izmantojot valkājamu bioreaktoru, izraisa ilgstošu reģeneratīvu reakciju pieaugušā Xenopus pakaļkājā. Ziņojumi Cell. 25 (6). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010
***
