Разкрита е тайната на регенерацията на саламандра - те отглеждат нови органи от паметта. Вместо да се върнат в ембрионално състояние, клетките на саламандрите помнят изгубения орган и го реконструират точно както преди
Механизмът на регенерация на загубените крайници от саламандри няма нищо общо с действието на стволовите клетки, установиха учените.
Магическите способности на саламандрите
Способността на тези опашки земноводни да отглеждат лапи, бели дробове и мозък тревожи човечеството в продължение на хиляди години - това е проучено от Аристотел, Волтер, Дарвин.
Когато животното загуби част от тялото, клетките на повърхностния слой на кожата бързо покриват раната с така наречения епителен капак, фибробластите разкъсват връзките със съединителната тъкан и образуват бластема (натрупване на специализирани клетки) на мястото на раната, от която се образува нов крайник. Например, са необходими само три седмици, за да получите нова лапа.
В края на 20 век учените приемат, че клетките на саламандър са подобни на стволови клетки, тоест могат да се превърнат във всеки орган.
Мартин Крагл от Германския институт „Макс Планк“установи, че това не е така. Заедно с американските си колеги той изучава как мексиканският саламандър, аксолотл Ambystoma mexicanum, отглежда крайници и тъкани. Крагл се възползва от откритията на Калифорнийския университет, който доказа, че клетките на саламандра бластема са подобни на клетки в развиващите се крайници на ембриони от бозайници, които са в състояние да подновят крайниците си, но губят тези умения преди раждането.
Експериментирайте в ултравиолетово
Промоционално видео:
Въз основа на идеята, че развитието на крайници от бластема практически повтаря в кратка форма тяхното естествено развитие при растящи създания, немски и американски учени разделиха животните на две групи. Първият инжектиран бе GFP протеинът, получен от флуоресцентната медуза. В ултравиолетова светлина този протеин подчертава клетките в зелено, което позволява на учените да проследят произхода на различни клетки и тяхното предназначение. Втората група включва както възрастни аксолотли, така и ларви. Учените ги запознаха с клетки с протеин, взет от генетично модифицирани индивиди. Веществото беше инжектирано в ларвите, където, както знаеха биолозите, е трябвало да растат различни тъкани и органи, по-специално нервната система. Възрастните първо са инжектирани клетки с протеин, а след това са отрязани от тялото парче по парче.
След като наблюдавали отделенията няколко седмици, биолозите установили, че клетките се държат много консервативно - те растат само в онези органи и тъкани, от които произхождат. "Основният извод на изследователите е, че новите мускулни клетки произвеждат само стари мускулни клетки, новите кожни клетки произвеждат само стари кожни клетки, новите неврони произвеждат само стари нервни клетки", пише Science Daily. Този процес се наблюдава най-ясно при ларвите: инжектира се в областта, от която трябваше да расте нервната система, клетките, подчертани в зелено, се разпространяват по протежение на растящия аксолотл точно според схемата на нервната система.
"По всяка вероятност клетките в близост до ампутирания орган се препрограмират, което им позволява да стартират програми за образуване на ембрионална тъкан, без да се връщат в първоначалната полипотенциална клетка", отбелязват изследователите в статия, публикувана в престижното списание Nature.
С други думи, клетките на саламандър се държат по коренно различен начин от стволовите клетки. Ако последните са в състояние да получат специализация и да се развият на практика във всякакви органи, тогава в клетките на саламандри има механизъм на ясна приемственост.
От саламандър до супермен
Предимството на клетките на саламандра е, че не е необходимо да достигат ембрионално състояние, за да започнат процеса на регенерация - те работят чудесно като възрастни. Разкривайки тайната на "активните клетки", лекарите ще могат да отглеждат отрязаната ръка или крак на човек, следвайки примера на саламандър.
„Един ден ще можем да регенерираме човешката тъкан“, казва един от авторите на изследването Малкълм Меден. Надеждите на американските учени до голяма степен се дължат на личността на тези, които са поръчали изследването: то е спонсорирано от Министерството на отбраната на САЩ, чиито представители искат да помогнат на ампутирани ветерани от Ирак и Афганистан.