Багира

Вторник, 10 17th

Последнее обновлениеВт, 17 Окт 2017 2pm

Тайны истории на Дзене — Дзен-канал «Тайны истории»
Тайны истории в Telegam — Телеграмм-канал «Тайны истории»

Как можно было бы восстановить утраченную конечность или даже внутренний орган, да так, чтобы они были «своими родными», а не имплантированными? В последние годы учёные серьёзно изучают вопросы возможности регенерации частей тела у млекопитающих. Конечно, вырастить новую руку или даже фалангу пальца у человека пока ещё невозможно, но механизм такой невозможности пристально исследуется, и кто знает, как далеко удастся продвинуться в загадках эволюции.

Регенерация частей тела — новый прорыв в медицине?

Журнал: Тайны вселенной №6(116), 2017 год
Рубрика: Медицина
Автор: Дмитрий Скрипченко

Чудо-амфибии

Фото: регенерация органовСпособность некоторых живых существ к регенерации частей тела является весьма интересной темой для учёных. Она вдохновила создателей комиксов Marvel придумать такого персонажа, как Росомаха, который практически мгновенно может исцелять себя и восстанавливать потерянные части тела. И теперь регенерация вдохновляет серьёзные научные исследования. Известны разные виды животного царства, способные к регенерации: членистоногие (например, скорпионы) могут выращивать придатки. Некоторые кольчатые черви могут регенерировать себя всего лишь из нескольких сегментов своего тела. Иглокожие (морские звёзды) могут как самостоятельно ампутировать, так и повторно вырастить конечность. Амфибии (саламандры и тритоны) могут регенерировать конечность всего за месяц.
Саламандры в этой способности вообще уникальны. Они, к примеру, способны неоднократно регенерировать сердце, головной мозг, спинной мозг, хвост и конечности. При этом процесс регенерации саламандры очень точен. Земноводное по необходимости может отрастить всю конечность или только её утраченную часть. Причём эта хитрая уловка может использоваться неограниченное количество раз, и каждый раз отращенная конечность или её часть работает абсолютно нормально. Благодаря исследованиям Джеймса Годвина и его коллег из австралийского университета Монаш учёные приоткрыли завесу тайны способности саламандр к регенерации. Важной частью процесса заживления у этих животных оказались макрофаги — клетки иммунной системы, способные к активному захвату бактерий, остатков погибших клеток, грибков и других токсичных для организма частиц. В ходе исследования было установлено, что саламандры, лишённые макрофагов, утрачивали свои регенеративные способности, и у них так же, как у других животных, оставались шрамы и рубцы. При этом после обратной подсадки иммунных клеток саламандры вновь могли выращивать хвосты и конечности.

Потенциал регенерации есть

Говоря о современной регенеративной медицине, обычно выделяют два основных направления. Приверженцы первого пути занимаются выращиванием органов и тканей отдельно от пациента или же на самом пациенте, но в другом месте (например, на спине), с дальнейшей их трансплантацией в повреждённый участок. Начальным этапом развития данного направления можно считать решение вопроса с кожей. Традиционно новая кожная ткань бралась у самих пациентов или у трупов, но сегодня кожа может выращиваться в огромных количествах. Сырой материал ненужной кожи берётся у новорождённых младенцев. Если у младенца-мальчика делается обрезание, то из этого кусочка можно сделать огромное количество живой ткани. Крайне важно брать кожу для выращивания у новорождённых, клетки должны быть как можно моложе. Приверженцы второго направления регенеративной медицины главной задачей считают восстановление повреждённых участков силами самого организма, используя его резервы, скрытые возможности и определённые вмешательства извне, в основном в виде поставки дополнительных ресурсов и строительного материала для репарации.
Для человека большие успехи в регенерации пока недоступны. Дорожная карта человека, которая содержится в нашей ДНК, присутствует в каждой клетке нашего тела и также должна содержать достаточно информации для создания или регенерации тела. Однако доступ к этой части плана недоступен для человека. Одна из возможных причин этого за ключаетсявтом, что регенерация требует слишком много энергии у большого и сложного организма вроде человека.
Хотя найти возможность восстанавливать части тела — давняя мечта учёных. Повреждения жизненно важных органов, спинного мозга или конечностей полностью меняют жизнь человека, делая его неполноценным, приклеивая к нему ярлык «инвалида». Однако подобные повреждения перестанут быть проблемой, если специалисты найдут способ «отращивать» утраченные органы или конечности. «Я думаю, что у нас, как людей, есть потенциал для регенерации, но что-то мешает ей происходить», — говорит профессор биологии Билли Сволла из Университета Вашингтона. Сволла — директор Friday Harbor Laboratories, где учёные занимаются в числе прочего исследованием регенерации у беспозвоночных. «Я думаю, что у людей есть все необходимые гены, и если мы сможем понять, как их включить, мы сможем регенерировать». Это мечта регенеративной медицины. И, несмотря на то что людям в отличие от некоторых братьев меньших не выпали такие способности в эволюционной лотерее, недавнее исследование на мышах показало, что мы делаем маленькие успехи на пути к осуществлению этой мечты.

Загадочный ген

До недавнего времени считалось, что возможность репаративной регенерации организма, происходящей после повреждения или утраты какой-либо части тела, была утеряна большинством живых организмов в процессе эволюции. Одним из открытий, сильно поколебавшим этот догмат, стало обнаружение группой исследователей из Вистарского института, штат Филадельфия, США, гена р21 и его специфического свойства: блокирования регенеративных возможностей организма. Эксперименты на мышах показали, что организм грызунов с отсутствующим геном р21 может регенерировать утраченные или повреждённые ткани. В отличие от обычных млекопитающих, у которых раны заживляются путём образования шрамов, у генетически модифицированных мышей с повреждёнными ушами на месте раны образуется бластема — структура, связанная с быстрым ростом клеток. В ходе регенерации из бластемы образуются ткани восстанавливающегося органа. По словам учёных, при отсутствии гена р21 клетки грызунов ведут себя как регенерирующие эмбриональные стволовые клетки, а не как зрелые клетки млекопитающих. То есть они скорее выращивают новую ткань, чем восстанавливают повреждённую. В нормальных клетках ген р21 выступает в роли тормоза, который блокирует прогрессию клеточного цикла в случае повреждения ДНК, что не даёт клеткам делиться и потенциально становиться злокачественными.

Стволовые клетки изменят медицину будущего

Параллельно в изучении этого вопроса двигалась другая группа учёных из Японии и США. На данном этапе результат регенерации у млекопитающих далёк от совершенства. Исследования опять же на мышах показали, что регенерация строго ограничена. Можно отрастить лишь кончик пальца мыши, однако если удалить чуть больший фрагмент, доходящий до ногтевого ложа (у человека на этом месте кутикула — эпителиальная плёнка на краю ногтевого валика, который окружает ногтевую пластинку в нижней части ногтя), то регенерация будет уже невозможна. Однако учёные смогли продвинуться в изучаемом вопросе несколько дальше. Они сумели развить регенеративную способность стволовых клеток мыши и отрастить уже не кончик пальца, а несколько большую его часть, эквивалентную человеческому пальцу. Результаты своей работы они опубликовали в научной статье.
Стволовые клетки распространены по всему организму, они способны размножаться и преобразовываться в другие типы клеток для замены тех, которые уже утрачены. В более ранних исследованиях учёные выявили стволовые клетки ногтевого ложа, чтобы определить механизм сигнализации, который можно использовать, чтобы увеличить объём отращиваемого участка. Как оказалось, потенциал регенерации многих тканей и органов очень ограничен. Ранее считалось, что развить его невозможно. Но с помощью умения «включать» в стволовых клетках процесс регенерации можно добиться использования в широком диапазоне новых методов в медицине, особенно для лечения органов, пострадавших от травмы или болезни. Несомненно, если методы активации регенерации будут открыты, они окажут огромное влияние на разные области клинической медицины, открыв возможность замены больных или повреждённых тканей.
Первым внутренним органом был выращен и впоследствии успешно имплантирован мочевой пузырь. Это орган, испытывающий огромные механические нагрузки: через мочевой пузырь в течение жизни проходит около 40 тысяч литров мочи. Состоит он из трёх слоёв: внешний — соединительная ткань, средний — мышечная, внутренний — слизистая оболочка. Для его выращивания был изготовлен каркас полного мочевого пузыря, на который слой за слоем высеивали живые клетки. Это был первый орган, целиком выращенный из живых тканей.

Канал сайта

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Вы здесь: Главная Статьи Медицина и биология Регенерация частей тела