Навукоўцы навучыліся змушаць тканкі мышы запускаць працэс рэгенерацыі, як у яшчарак

Рэгенерацыя канцавіны ва ўсіх жывёл пачынаецца аднолькава — з загойвання раны. Але далей шляхі разыходзяцца. У земнаводных клеткі ў месцы пашкоджання хутка змяняюць сваю функцыю і ператвараюцца ў своеасаблівы будаўнічы матэрыял, здольны ствараць новыя тканкі. У сысуноў гэты працэс амаль адразу спыняецца. Замест аднаўлення арганізм пераходзіць да павольнага рубцавання, якое фізічна блакуе магчымасць росту новай канечнасці.

Доўгі час навукоўцы спрабавалі зразумець, чаму пры наяўнасці многіх супольных генаў жывёлы настолькі адрозніваюцца ў сваіх рэгенератыўных магчымасцях.

Як піша National Geographic, навукоўцы з Федэральнай політэхнічнай школы Лазаны ў Швейцарыі звярнулі ўвагу на адно істотнае адрозненне паміж гэтымі групамі жывёл.

Лічынкі земнаводных развіваюцца ў вадзе, дзе ўзровень кіслароду значна ніжэйшы, чым у паветры. Млекакормячым, якія жывуць у атмасферы, багатай на гэты элемент, кісларод спадарожнічае на кожным кроку — у тым ліку падчас траўмы.

Каб праверыць, ці не звязана здольнасць да рэгенерацыі з гэтым фактарам, даследчыкі засяродзіліся на бялку HIF1A. Ён працуе як малекулярны датчык кіслароду. Ва ўмовах гіпаксіі (калі кіслароду мала) HIF1A становіцца стабільным і запускае генетычныя праграмы, неабходныя для аднаўлення тканак. Калі ж кіслароду шмат, як у арганізме млекакормячых, бялок хутка дэградуе, а механізмы рэгенерацыі фактычна выключаюцца.

Для эксперыменту навукоўцы ўзялі тканкі, якія фарміруюць канцавіны ў апалонікаў жаб і эмбрыёнаў мышэй, і пачалі вырошчваць іх у лабараторных умовах з розным узроўнем кіслароду.

Вынікі аказаліся нечаканымі. Калі ўзровень кіслароду вакол тканак мышы панізілі, клеткі пачалі паводзіць сябе падобна да клетак земнаводных. Раны зацягваліся значна хутчэй, клеткі скуры сталі больш рухомымі, а ўнутры іх актываваліся гены, характэрныя для працэсаў рэгенерацыі.

Адначасова ў тканках мышэй адбыўся і глыбокі метабалічны пераход. Клеткі перасталі атрымліваць энергію пераважна праз звычайнае кіслароднае дыханне і перайшлі на глікаліз — спосаб вытворчасці энергіі без выкарыстання кіслароду. Змяніўся нават эпігенетычны стан клетак — тое, як унутры іх «упакавана» ДНК. Гэта зрабіла больш даступнымі ўчасткі геному, адказныя за рост новай тканкі.

Пры гэтым самі апалонікі аказаліся амаль неадчувальнымі да павышэння ўзроўню кіслароду. Іх канцавіны працягвалі нармальна рэгенеравацца нават у вельмі насычаным кіслародам асяроддзі. Даследчыкі мяркуюць, што ў земнаводных механізмы выяўлення кіслароду натуральна прыглушаныя, таму HIF1A можа працаваць незалежна ад знешніх умоў.

Спячая моц сысуноў

Як адзначаюць аўтары ў сваім артыкуле на старонках Science, іх даследаванне стала першым прамым доказам таго, што тканкі млекакормячых — прынамсі на эмбрыянальным этапе — усё яшчэ захоўваюць схаваную здольнасць да рэгенерацыі. Праблема, напэўна, не ў адсутнасці патрэбных генаў, а ў тым, што арганізм не запускае неабходныя праграмы ў адказ на траўму.

Пэўныя прыкметы такой здольнасці ёсць і ў чалавека. Найбольш вядомы прыклад — печань, якая можа аднавіць амаль поўны аб’ём нават пасля выдалення трох чвэрцяў органа. Цікава, што ўнутры печані ўзровень кіслароду адносна нізкі, што добра ўпісваецца ў новую тэорыю пра ролю гіпаксіі ў рэгенерацыі.

Навукоўцы падкрэсліваюць, што мы яшчэ не на тым этапе, каб вырошчваць чалавечыя канцавіны. Але адкрыццё можа стаць асновай для новага кірунку ў рэгенератыўнай медыцыне.

Замест пошуку невядомых генаў даследчыкі цяпер могуць засяродзіцца на тым, каб навучыцца кантраляваць механізмы адчування кіслароду ў пашкоджаных тканках.

У будучыні ўздзеянне на бялок HIF1A або лакальнае паніжэнне ўзроўню кіслароду ў зоне раны можа дапамагчы пры цяжкіх пашкоджаннях тканак, зменшыць утварэнне рубцоў і, магчыма, калісьці дапаможа запускаць працэсы аднаўлення страчаных частак цела ў дарослых млекакормячых.

• 0
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0
• 0