Pirmą kartą buvo įrodyta, kad suaugusios varlės atauga amputuotas kojas, o tai reiškia organų regeneracijos proveržį.
Regeneracija reiškia pažeistos ar trūkstamos dalies atauginimą organas iš likusių audinių. Suaugę žmonės gali sėkmingai atkurti kai kuriuos organus, pavyzdžiui, kepenis ir ypač odą, kuri reguliariai atnaujinama ir taisoma, bet, deja, daugumos žmogaus audinius. organai neturi galimybės atsinaujinti. Regeneracinės medicinos sritis siekia rasti būdų, kaip iš naujo suaktyvinti mūsų kūno audinių regeneraciją. Idealus sprendimas būtų pradėti svarbius kelius, kurie gali atkurti audinį, pavyzdžiui, galūnę, iš savo ląstelių, tačiau tai nėra paprastas atvejis, nes mokslininkai vis dar bando suprasti audinių regeneracijos niuansus.
Atliekant tyrimą paskelbtas Ataskaitos Mobilusis, mokslininkai iš Tufto universiteto JAV siekė suprasti audinių regeneracijos gebėjimus ir kaip ląstelės bendradarbiauja ir sudaro trimatę organas. Jie pasirinko gyvūno, kuris paprastai neatsinaujina, audinių augimą atgaminti ir pasirinko varliagyvę – suaugusią vandens afrikinę varlę (Xenopus laevis) – tyrimams dažnai naudojamą laboratorinį gyvūną. Varliagyviai turi labai ribotą audinių atsinaujinimo gebėjimą, kaip ir žmonės. Mokslininkai sėkmingai sukūrė prietaisą, kuris iš naujo suaktyvina audinių susidarymą amputacijos vietoje ir leidžia iš dalies regeneruoti suaugusios Xenopus varlės užpakalinę galūnę.
Iš naujo auga amputuotos galūnės
Pirma, nešiojamas bioreaktorius buvo atspausdintas 3D silicyje ir užpildytas hidrogeliu. Tada ant šio hidrogelio polimero buvo dedami drėkinamieji šilko baltymai, kurie, kaip žinoma, skatina gijimą ir regeneraciją. Buvo pridėtas hormonas progesteronas - neurosteroidas, kuris, kaip žinoma, dalyvauja menstruacijų, nėštumo ir maitinimo krūtimi metu. Progesteronas taip pat dalyvauja skatinant nervų kraujagyslių ir kitų audinių taisymą. Varlės buvo suskirstytos į eksperimentines, kontrolines ir netikras grupes. Kontrolinės ir fiktyvios grupėse bioreaktoriaus įtaisas buvo susiūtas į varles iškart po galūnės amputacijos. Eksperimentinėje grupėje bioreaktorius progesteroną išleido į amputacijos vietą. Prietaisai buvo pašalinti po 24 valandų. Tada varlės buvo reguliariai stebimos keletą mėnesių. Kontrolinės ir fiktyvių grupių varlėms amputacijos vietoje atsirado plonas kremzlinis smaigalys, kuris yra normalu, kai audinių regeneracija progresuoja be pagalbos. Tik eksperimentinės grupės varlėms buvo pastebėta, kad bioreaktoriaus įtaisas paskatino didesnę galūnių regeneraciją, o varlės atgavo struktūriškesnę irklo formos priedą arti beveik visiškai suformuotos galūnės. Tai rodo padidėjusį audinių regeneraciją. Matomas skirtumas buvo pastebimas per kelias savaites, o tai rodo, kad bioreaktoriaus įtaisas sukūrė palaikomąją aplinką žaizda kad audinys augtų – panašiai kaip audiniai augtų embrione gimdoje. Tik trumpas progesterono tiekimas iš bioreaktoriaus (padėtas tik 24 valandoms) kelis mėnesius paskatino minkštųjų audinių ir kaulų augimą. Atlikus histologinę analizę ir molekulinį regeneruotų struktūrų patikrinimą, paaiškėjo, kad šios galūnės buvo storesnės, jų kaulai, inervacija ir vaskuliarizacija buvo labiau išsivystę. Gyvūnai, gydyti progesteronu, taip pat buvo aktyvesni nei kontrolinės ir fiktyvios grupės.
Galūnių augimas sustojo maždaug po šešių mėnesių, tačiau tai lėmė tipišką rankų ir kojų pirštų augimą. Ataugusios galūnės turėjo gerą kaulų tūrį ir tankį, pagrindines kraujagysles, gerai išsidėsčiusius nervus ir šios varlės netgi galėjo plaukti panašiai, kaip įprastos neamputuotos varlės, naudodamos savo gimtąsias galūnes. RNR sekos nustatymas ir transkripto analizė parodė, kad genų ekspresija ląstelėse amputacijos vietoje buvo modifikuota bioreaktoriaus. Taigi, genai, susiję su oksidaciniu stresu ir baltųjų kraujo kūnelių aktyvumu, buvo aktyvūs (sureguliuoti), o kai kurie kiti buvo sureguliuoti. Taip pat sumažėjo randai ir imuninis atsakas, todėl regeneracija vyktų susilpninant natūralią organizmo reakciją į sužalojimą, kuris kitu atveju būtų trukdęs regeneracijos procesui.
Ateitis
Šis tyrimas pagrįstas logika, apibrėžianti pradinę ar paleidimo programą, kuri leistų pasiekti ilgalaikį augimą. Tai galima pavadinti nauju ląstelių stimuliavimo modeliu. Ankstesni tyrimai parodė, kad įprastomis aplinkybėmis pelės gali iš dalies atkurti amputuotus pirštų galiukus, tačiau dėl to, kad jos nėra vandens ir nėra vandens, kuris jas apsaugotų, todėl, skirtingai nei varliagyviai, pelėms procesas nebuvo veiksmingas, nes jautrios regeneruotos ląstelės vėl buvo veikiamos kietu paviršiumi ir vėl. Stuburinio gyvūno regeneravimo metodas turėtų būti taikomas žinduoliams ir žmogaus organizmui, o galbūt labai greitai ateityje galėtume atkurti sudėtingus organus, kurie galėtų būti naudojami organų persodinimui ar bet kokiems sužalojimams, o gal net vėžiui.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
Herrera-Rincon C ir kt. 2018. Trumpas vietinis progesterono panaudojimas per nešiojamą bioreaktorių sukelia ilgalaikį regeneracinį atsaką suaugusiems Xenopus užpakalinėms galūnėms. Ataskaitos Mobilusis. 25 straipsnio 6 dalį. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010
***
