В днешно време се говори много за култивирането на отделни органи извън тялото и тяхното увеличаване, за да замести изгубените. Но може би има по-добър начин - просто да възстановите или по научен начин да регенерирате органите си?
По принцип човек е частично надарен с този дар. Нашите разфасовки се лекуват чрез регенерация на кожата. Кръвта също се регенерира. Но искам още. Освен това за това мечтаят не само обикновените хора, но и учените.
Например, персоналът на Лабораторията по проблеми на регенерацията на Института по биология на развитието на Руската академия на науките, оглавяван от доктора на биологичните науки Виктор Миташов, отдавна разработва различни методи за възстановяване на костните и нервните тъкани на човека, а напоследък и на ретината. По принцип нисшите организми са по-често способни да се регенерират, отколкото по-високо организираните.
Например, сред безгръбначните има много повече видове, които са в състояние да възстановят изгубените органи, отколкото сред гръбначните, но само някои от тях могат да регенерират цял индивид от малък фрагмент от него. Такива примитивни животни като ктенофори и ротифери са практически неспособни да се регенерират, докато при много по-сложни ракообразни и земноводни тази способност е добре изразена.
Мнозина биха искали да се регенерират като Върколак, героят на американските комикси. Може да излекува дори най-тежките рани за минути.
Способността на гъбите да се регенерират е особено изумителна. Учените са организирали необичаен експеримент; избута тялото на гъба за възрастен през мрежестата тъкан и отдели всички образувани фрагменти един от друг. Оказа се, че ако след това поставите тези малки парченца във вода и разбъркате добре, като напълно унищожите всички връзки между тях, след известно време те постепенно ще започнат да се сближават и в крайна сметка да се съберат, образувайки цяла гъба, подобна на предишната. Това включва един вид „разпознаване“на клетъчно ниво.
Друг рекордьор по регенерация е тенията, която е в състояние да пресъздаде цял индивид от всяка част на тялото си. Теоретично е възможно чрез нарязване на един червей на 200 000 парчета да се получат толкова много нови червеи в резултат на регенерацията. И от един лъч на морска звезда може да се възроди цяла звезда.
Промоционално видео:
Но много по-известен е друг пример - гущери, които растат сами, и тритони, които могат да регенерират очите, краката и опашката до шест пъти.
Уви, човек е лишен от това безценно имущество. Може ли съвременната наука да ни помогне да овладеем съответните механизми?
По отношение на човешкия живот, процесът на възстановяване, подобен на този на Тритон, може да ни отнеме само шест месеца. Въпреки това е много трудно да се разбере как тритон възстановява окото за един месец. Учените все още не могат да повторят неговите подвизи. Но вече стана ясно как го правят той и други като него.
Да започнем от самото начало - с раждането на организма. Известно е, че в хода на ембрионалното развитие клетките на всеки многоклетъчен организъм се подлагат на специализация. От някои например се получават крака, от други, да речем, мускули, хрилете или очите. Така наречените Doh-гени дават команда както на цялото тяло, така и на определени органи да се развиват по определен план - така че да не се окаже, че окото ще расте там, където трябва да бъде кракът.
Мухата дрозофила има 8 гена Dox, жабата има 6, а човекът има 38. И се оказа, че по време на регенерацията тритонът „си спомня“своето ембрионално минало, включително генетична програма, която активира гените на Dox и възстановява изтритите или увредените тъкани и органи …
Но око или опашка трябва да възникнат от нещо - то не може да се регенерира от въздуха. Тялото има два начина - да натрупа нови клетки, нов строителен материал или да използва това, което е останало след загубата на орган.
Оказа се, че природата използва и двата метода. Ембрионалните стволови клетки са градивните елементи за регенерация. Това е името на клетките на ембриона, които в своето развитие просто не са достигнали степента на специализация и следователно са способни под въздействието на определени фактори да се превърнат в клетки от различни тъкани и органи от повече от двеста вида.
Нещо повече, по време на регенерацията „старите“клетки на тритона, чрез сложни манипулации, се превръщат в подобни на ембрионални. Напоследък с тях се свързват много противоречия. Факт е, че за учените основният източник на ембрионални стволови клетки са човешките ембриони. Биолозите изучават с ентусиазъм свойствата на ембрионалните стволови клетки: ако успеят, тези клетки ще отворят напълно нови възможности в хирургията и ще осигурят възстановяването на определени органи. Ако в резултат на заболяването някои групи клетки се провалят, дори и да са силно специализирани, тогава ще бъде възможно да бъдат заменени.
И нашите биолози изобщо не са в последната роля в тези произведения. Например академик от Руската академия по естествени науки Леонид Полежаев се занимава с проблема с регенерацията на костите на черепния свод в продължение на десетилетия. Първо, той успя да постигне регенерация на черепните кости при кучета и плъхове. След това, заедно с лекари от Института по неврохирургия на името на Н. Н. Бурденко от Академията на медицинските науки на СССР се опита да възстанови черепните кости при пациенти с наранявания на главата.
В този случай бяха използвани костни стърготини, които „подтикнаха“костите на човешкия череп да се регенерират. В резултат зоната на нараняване беше напълно покрита с нова кост. С тази техника са извършени над 250 операции.
Наскоро група учени от Токийския университет, водени от Макото Асашима, култивираха хиляди ембрионални стволови клетки в специален разтвор на витамин А, вариращ концентрацията на витамина. Ниската концентрация активира гени, които контролират развитието на очната тъкан, докато висока концентрация задейства гените, отговорни за формирането на органа на слуха.
Макото Асашима заяви, че цялото жабешко око може да бъде получено за пет дни. По подобен, но по-опростен метод, преди това са били отгледани и успешно трансплантирани в жабата нови пъпки. Получаващото животно е живяло месец след тази операция.
А експерти от университета Keio в Токио публикуваха доклад за успешен експеримент върху използването на човешки ембрионални стволови клетки за възстановяване на увредена гръбначно-мозъчна тъкан при маймуни. Според ръководителя на работата, професор Хидейуки Окано, оригиналните стволови клетки са взети от починалия човешки ембрион със съгласието на родителите и одобрението на университетския съвет по етика.
След това тези клетки бяха умножени в хранителна среда и засадени в пет маймуни (по 10 милиона клетки всяка), чиито предни крайници бяха обездвижени в резултат на гръбначно увреждане. При един примат всички мускулно-скелетни функции се нормализират след два месеца, докато останалата част от процеса на възстановяване продължава.
В лабораторията на Виктор Миташов бяха успешно проведени експерименти за възстановяване на окото на тритона. И сега изследователите се подготвят за експерименти за отглеждане на човешката ретина.
Но експертите казват внимателно за възможността да расте цялото око. Те могат да бъдат разбрани: еволюционната пропаст между тритона и човека е твърде голяма. Носът, от друга страна, механизмите на развитие на органи са сходни, така че има надежда някой ден биолозите да успеят да принудят пострадал човек, „попадащ в детството“, да израства необходимите органи - зъби, вместо тези, които са паднали, нови клетки на черния дроб, бъбреците, панкреаса, нови мускулни тъкани за сърце, засегнато от инфаркт на миокарда.