Американские биологи вырастили задние конечности лягушки на месте ампутированных. Для этого учёные использовали силиконовый «биореактор». Прибор в течение суток доставлял к повреждённым участкам прогестерон, а также другие вещества, способствующие регенерации тканей. Это позволило земноводному спустя 9,5 месяца почти полностью восстановить конечности. По словам авторов проекта, в будущем планируется провести аналогичный эксперимент с млекопитающими.
Со времён Чарлза Дарвина известен главный принцип регенерации: способность к восстановлению утраченных частей тела и тканей снижается по мере усложнения строения организма. У низших представителей животного царства — гидр, плоских и дождевых червей — из отдельных кусочков восстанавливается целое тело. Так, если у плоского червя отрезать голову, то его стволовые клетки начнут активно работать, чтобы возместить потерю. У низших позвоночных — тритонов, саламандр — регенерируются лишь отдельные органы, например, конечности и хвосты. У бесхвостых амфибий — лягушек и жаб — утраченные конечности могут отрасти только на ранних стадиях развития, зрелый организм эту способность утрачивает.
Учёные из Университета Тафтса (США) разработали устройство, которое «запустило» процесс почти полной регенерации задних конечностей у взрослой особи гладкой шпорцевой лягушки (Xenopus laevis).
В правильном окружении
Исследователи напечатали на 3D-принтере маленький силиконовый «биореактор». Получившееся устройство специалисты наполнили гидрогелем. После этого биологи добавили в ёмкость стероидный гормон прогестерон и протеины шёлка — гидролизованный порошок из шёлковых коконов тутового шелкопряда, — способствующие регенерации тканей. Прогестерон является женским гормоном, основная функция которого — подготовка организма к беременности. Однако он также играет важную роль в восстановлении кровеносных сосудов и костной ткани.
Также по теме
«Бесспорный успех»: учёные впервые вырастили пищевод из стволовых клеток
Американские учёные впервые вырастили крошечный аналог пищевода из стволовых клеток. Его можно будет использовать в качестве...
В ходе эксперимента учёные ампутировали у лягушки задние конечности. Сразу после операции американские биологи прикрепили к телу животного «биореактор» таким образом, чтобы смесь из него поступала на место образовавшейся раны. Аппарат работал в течение суток. Затем биологи наблюдали за лягушками на протяжении 9,5 месяцев, отслеживая процесс роста новых конечностей. Постепенно на месте ампутированных лапок у подопытных появились веслообразные структуры, напоминавшие обычные конечности.
«Клетки на месте ампутированной конечности оказались на 24 часа в «правильном» окружении. Биореактор создал благоприятную среду на месте раны, чтобы ткань в течение следующих 9,5 месяцев могла расти так же хорошо, как и во время эмбриогенеза», — сообщил автор исследования Майкл Левин.
По словам американских учёных, в ходе дальнейших экспериментов они заполнили «биореактор» смесью из более сложных компонентов, после чего также прикрепили устройство на место ампутированных конечностей лягушек. В результате у подопытных выросли хорошо сформированные лапки с пальцами.
В будущем американские биологи планируют провести аналогичный эксперимент с млекопитающими.
-
Тритон, известный своей способностью к регенерации конечностей
-
© Pixabay
Вопрос времени
По словам авторов исследования, конечности людей также можно регенерировать — необходимо лишь найти подходящие химические вещества для «заправки» «биореактора».
«Ваше тело знает, как вырастить конечность, — этим процессом оно занималось во время эмбрионального развития», — отметил Левин.
По мнению российских экспертов, подобные исследования на земноводных помогают лучше понять более сложные процессы регенерации органов и тканей у человека.
Также по теме
Обмануть природу: смогут ли однополые пары иметь биологических детей
Китайские учёные впервые вырастили здоровых мышей с геномами от двух родителей одного пола. Биологи «произвели на свет» мышат от пары...
«Задача регенеративной медицины — активировать собственные способности организма к регенерации. У земноводных такие способности запускаются без стороннего вмешательства довольно хорошо. Например, тритоны могут отращивать лапки. У человека такие возможности сильно ограничены. В случае пореза или перелома организм может справиться. Однако при более серьёзных повреждениях способностей организма не хватает. Цель учёных и медиков — преодолеть это ограничение», — сообщил в беседе с RT доктор биологических наук, профессор КФУ Альберт Ризванов.
По мнению эксперта, создание «правильного» микроокружения для клеток организма, как это сделали американские исследователи с помощью «биореактора», является очень перспективным направлением регенеративной медицины. Российский учёный добавил, что существуют и другие не менее значимые подходы к восстановлению повреждённых органов и тканей, например, использование стволовых клеток, а также отдельных генов и рекомбинантных белков.
