Как краката растат обратно
Загубата на част от тялото е постоянна - но това правило при хората не важи за аксолотла: Странният тритон е известен със способността си да прераства изгубените крайници. Сега изследователите са получили важна представа за основите на тази мистериозна способност за регенерация: Използвайки генетично модифицирани животни за тестване, те буквално са могли да хвърлят светлина върху това кои тъкани развиват свойства, подобни на стволовите клетки, които позволяват повторен растеж. Изследователите казват, че съвременната регенеративна медицина в крайна сметка може да се възползва от резултатите.
Как е възможно това и защо не работи с други животни, включително хората? От известно време насам очарователната регенеративна способност на някои представители на земноводните е във фокуса на изследванията. Особено аксолотът (Ambystoma mexicanum), който се среща в мексиканските езера, се превърна в примерно животно в този контекст. Учените вече са разкрили някои от тайните му: Когато аксолотл загуби крак, клетките първо се натрупват близо до получения пън - образува се специална тъкан, известна като бластема. След това от тази структура се развива напълно функционален крак, който, подобно на своя предшественик, се състои от много тъкани и клетъчни типове като мускули, неврони или съединителна тъкан.
Кое обяснение е правилно?
Досега обаче не беше ясно как образуващите крайници бластема клетки могат да излязат от зряла тъкан. Досега има две обяснения за това: От една страна, в съединителната тъкан на аксолотла може да има спящи стволови клетки, които чакат да бъдат активирани. Другата хипотеза предполага, че зрелите клетки на съединителната тъкан могат да реагират на загуба на крайник, като се регресират в клетки-предшественици на крайниците, подобни на тези, открити в ембрионите.
За да идентифицира правилното обяснение, международен екип от изследователи сега разработи генетично модифицирани линии за размножаване на аксолотл. Клетките на съединителната тъкан на тези животни излъчват флуоресцентна светлина чрез молекулярни маркировки и по този начин могат да бъдат точно наблюдавани. Освен това учените са използвали генетични методи за изследване на активността на определени наследствени фактори в съответните тъкани на аксолотла. По този начин екипът вече успя да разкрие правилното обяснение за произхода на клетките-предшественици на бластема.
Клетките на съединителната тъкан стават предшественици
Както съобщават, очевидно няма спящи родословни клетки. „Вече можем да покажем, че няма„ магически клетки “, които имат аксолоти, но бозайниците нямат“, обобщава съавторът Праяг Муравала от Изследователския институт за молекулярна патология във Виена. Според резултатите клетките-предшественици на бластема се развиват вместо от зрели (диференцирани) клетки на съединителната тъкан - от така наречените фибробласти. Когато крайниците бъдат изгубени, тези клетки се "дедиференцират" обратно в клетките предшественици на съединителната тъкан, обясняват учените. След това те всъщност приличат отново на тези, намиращи се в ембрионални пъпки на крайниците.
Според изследователите резултатите са от голямо значение в две отношения: Те слагат край на дълъг дебат в биологията на развитието и също така предоставят важна информация за по-нататъшни изследвания и регенеративна медицина. В този контекст вече е известно, че фибробластите реагират и при бозайниците на наранявания чрез диференциация. Те обаче се „трансформират“ в така наречените миофибробласти, които след това образуват белези. „И двете форми на живот зависят от фибробластите в случай на нараняване, но докато аксолотл и ко могат да растат органи, други образуват само фиброзни белези“, казва Праяг. Следователно настоящите резултати се фокусират върху въпроса: Какво точно отличава фибробластите на бозайниците от версията аксолотл, която е способна да развива свойства на стволови клетки и да замества сложни части на тялото?
Търсенето на отговора на този въпрос сега представлява следващата глава от научния път за разбиране на регенеративните способности, казват учените. По-конкретно, бъдещето ще бъде и за „установяване дали и как нараняването в зрели клетки на бозайници може да причини промени, подобни на тези в аксолотла“, казва съавторът Dunja Knapp от DFG Center for Regenerative Therapies Dresden.