Расшифрована сверхспособность аксолотля: на шаг ближе к регенерации человеческих конечностей

Американский ученый совершил значительный прорыв в понимании того, как аксолотли — мексиканские саламандры, известные своими регенеративными способностями, — отращивают конечности и органы, сообщает корреспондент информационного агентства VokrugAsia.

Джеймс Монаган, профессор и заведующий кафедрой биологии Северо-Восточного университета, говорит, что это открытие может в конечном итоге проложить путь к регенеративным методам лечения у людей.

Аксолотлями широко восхищаются за их способность полностью восстанавливать утраченные части тела, включая конечности и внутренние органы. В недавно опубликованной статье Монаган затронул давний вопрос биологии: как аксолотль точно знает, что ему нужно отрастить — только кисть, а не всю руку целиком?

Исследование Монагана указывает на молекулу под названием ретиноевая кислота в качестве ключевой. “Клетки могут интерпретировать этот сигнал так, чтобы сказать: «Я в локте, а потом у меня снова вырастет рука» или «Я в плече. У меня высокий уровень ретиноевой кислоты, поэтому я собираюсь дать возможность этим клеткам отрастить всю конечность”, — говорит Монаган.

Он обнаружил, что у аксолотлей в конечностях наблюдается градиент передачи сигналов ретиноевой кислоты, причем больше ее в плече и меньше в кисти. Этот сигнал направляет регенеративные клетки, или фибробласты, на восстановление правильных структур. Искусственно увеличив содержание ретиноевой кислоты в руке аксолотля, Монаган даже заставил его отрастить двойную конечность — доказательство того, что сигналом можно манипулировать.

“Это могло бы помочь в заживлении ран без рубцов, но также и в чем-то еще более амбициозном, например, в отращивании целого пальца”, — говорит Монаган. “Не исключено, что что-то большее может вырасти снова, как рука”.

Важно отметить, что ретиноевая кислота присуща не только аксолотлям — она есть и у людей. Но в отличие от клеток аксолотля, человеческие фибробласты реагируют на повреждение образованием шрамов вместо регенерации ткани. “Если мы сможем найти способы заставить наши фибробласты прислушиваться к этим регенеративным сигналам, тогда они сделают все остальное”, — говорит Монаган. “Они уже знают, как сделать конечность, потому что, как и у саламандры, они создали ее в процессе развития”.

В своих экспериментах Монаган также обнаружил, что ген, известный как shox, активируется ретиноевой кислотой. Когда он удалил shox с помощью CRISPR-Cas9, у аксолотлей выросли очень короткие руки с нормальными кистями — аналогично тому, что происходит у людей с мутациями shox.

“Чтобы регенеративная биология или регенеративная медицина продвигались вперед, нам нужно понять, где находится позиционная память и как ею манипулировать”, — говорит он. “Как вы заставляете клетку двигаться туда, куда вы хотите? Изменение его позиционной памяти имеет решающее значение для этого.”

Хотя исследование все еще находится на ранней стадии, выводы Монагана приближают ученых на шаг к применению этих экстраординарных способностей в медицине человека.

Ранее сообщалось, что группа японских ученых во главе с Хироми Сакаи из Медицинского университета Нара разработала новый тип искусственной крови, совместимый со всеми группами крови. Это новшество предлагает многообещающее решение проблемы глобальной нехватки донорской крови.