Хотя идея регенерации ампутированных конечностей звучит как научная фантастика, некоторые эксперты полагают, что однажды она может стать научным фактом. Согласно недавно полученным данным, ответы можно найти в генах наших очень дальних родственников.

До регенерации конечностей, возможно, еще далеко, но генетические исследования дают надежду.

Хотя люди не могут восстанавливать утраченные конечности, существует ряд видов, которые могут это сделать. К этим животным относятся иглокожие, такие как морские звезды и морские огурцы, амфибии, в том числе аксолотль и тритон, а также некоторые виды рыб.

Хотя организм этих животных отличается от человеческого, мы по-прежнему разделяем большое количество генетической информации, поскольку все эволюционировали от общего предка.

Способность человечества восстанавливать ткани не была полностью утрачена. Хотя сейчас такие способности ограничиваются отращиванием пальцев и заживлением ран, подобные генетические механизмы работают.

Генетика регенерации

В недавних исследованиях, опубликованных в PLOS One, используются сложные генетические и вычислительные методы для исследования регенерации костной ткани трех видов.

Команда из биологической лаборатории МДИ в штате Мэн изучила регенерацию конечности аксолотлей, хвостовых плавников рыбы зебры и грудных плавников лучеперых рыб. Команда ученых, возглавляемая доктором Бенджамином Л. Кингом и доктором Воот П. Инь, пытались обнаружить генетическую «подпись» механизмов, ответственных за эти процессы.

После обнаружения генов и процессов, ответственных за регенерацию тканей, результаты поразили исследователей.

«Мы не ожидали, что генетические структуры будут значительно отличаться у этих трех видов, но было интересно обнаружить, что они неизменно были теми же», - говорит Бенджамин Л. Кинг.

Аксолотль, рыба-зебра и лучеперые рыбы - дальние родственники, их последний общий предок жил на земле около 420 миллионов лет назад. И то, что все они имеют схожий механизм, удивительное открытие.

Особый интерес у команды исследователей вызвала организация клеток, называемая бластема. Бластемы содержат клетки, которые не дифференцированы в разные виды и действуют как резервуар для регенерации тканей; это первый важный шаг в процессе регенерации. В этих бластемах доктора Кинг и Инь нашли набор генов в каждом из трех видов, которые находятся под контролем генетических регуляторов, называемых микроРНК.

МикроРНК - относительно недавнее открытие; это короткие отрезки РНК, которые не кодируют специфические белки и отвечают за настройку и регулирование экспрессии генов.

Гены и регенерация конечностей

Изучив работу генов  в процессе регенерации плавников и конечностей, ученые обнаружили, что отдел микроРНК, известный как микроРНК-21, был сильнее выражен во всех трех видах животных.

Ген микроРНК-21 хорошо сохранился в ходе эволюции и может быть найден в ряде видов, включая человека. Понимание генетических путей при работе в регенерации конечностей - это первый шаг на длинном пути управления им у людей.

Аксолотль может с легкостью вырастить целые конечности.

Хотя идея отращивать потерянные конечности часто звучит в мирах фэнтези, доктор Кинг считает, что, при достаточном количестве времени и средств это может стать реальностью.

«То, что мы определили генетическую «подпись» для регенерации конечности у трех разных видов, свидетельствует о том, что природа создала общие генетические инструкции по самостоятельному управлению регенерацией, которые могут быть общими для всех форм живой жизни, включая человека», - подчеркнул доктор Кинг.

Несмотря на то, что на работу по изменению в генах человека для восстановления способности к регенерации конечностей могут уйти десятилетия, есть другие методы, которые могут стать доступными в ближайшем будущем.

Например, при заживлении ран, когда необходима замена поврежденных тканей, используются аналогичные генетические механизмы. Если эти механизмы подвергнуть  медицинским вмешательствам, заживление ран может быть ускорено, снизится риск заражения и уменьшится боль.

Кроме того, когда конечность ампутирована, нервы могут быть повреждены. Если эти нервы восстановить, есть потенциал для взаимодействия протезов с нервами, что сделает их более чувствительными.

Когда доктору Кингу задали вопрос, как скоро такая новая технология может быть реализована, он ответил: «Все зависит от темпов открытий, которые сильно зависят от финансирования. К сожалению, мы переживаем период значительного уменьшения финансирования научных исследований».

Хотя исследование является захватывающим, и его потенциал является подлинным чудом, только время покажет, станет ли это реальностью в долгосрочной перспективе.

Источник: medicalnewstoday.com/articles/312186

 

Дата публикации: 
вторник, августа 9, 2016