Człowiek zyska zdolność do regeneracji kończyn? Naukowcy mają przełomowe dowody

Aksolotl Źródło: Wikipedia / ZeWrestler Aksolotle – tajemnicze płazy zamieszkujące wody Meksyku – od dawna fascynują naukowców swoją zdolnością do regeneracji utraconych części ciała. Utrata kończyny nie stanowi dla nich większego problemu. W miejscu urazu nie powstaje blizna, lecz nowe, funkcjonalne tkanki.

Co więcej, aksolotl może zregenerować nie tylko kończynę, ale również część serca, płuca, a nawet mózgu. Dziś biolodzy są o krok bliżej zrozumienia, jak ten proces działa – a być może również, jak można go przenieść do medycyny człowieka.

Odkrycie, które może zmienić medycynę

Zespół badaczy z Northeastern University i University of Kentucky dokonał przełomowego odkrycia w badaniach nad regeneracją aksolotli. Naukowcy zidentyfikowali cząsteczkę, która działa niczym przewodnik dla regenerujących się komórek. To właśnie ona „mówi” organizmowi, co ma odrosnąć i gdzie.

„Komórki mogą zinterpretować ten sygnał jako: »Jestem w łokciu, więc odrosnę rękę« lub »Jestem w ramieniu, więc umożliwię tym komórkom odrost całej kończyny«” – wyjaśnia biolog James Monaghan, członek zespołu badawczego.

Kluczową rolę w tym procesie odgrywa kwas retinowy – związek chemiczny, będący produktem metabolizmu witaminy A. Badacze ustalili, że rozkłada się on w ciele aksolotla w sposób kontrolowany, tworząc tzw. gradient stężenia. Dzięki temu organizm płaza może „wiedzieć”, z jakiego miejsca kończyna została odcięta i zainicjować odpowiedni proces odbudowy.

Anatomia sygnału: jak działa kwas retinowy?

Odkrycie zespołu opiera się na analizie stosunku między kwasem retinowym a enzymem odpowiedzialnym za jego rozkład. Jak się okazuje, w okolicach barku aksolotla znajduje się wyższe stężenie kwasu retinowego oraz niższa aktywność enzymu rozkładającego. Im dalej od tułowia – w kierunku dłoni – tym proporcje te się zmieniają. To właśnie ten stosunek stanowi mapę chemiczną, którą komórki odczytują, by wiedzieć, jaką część ciała należy odtworzyć.

Zespół przeprowadził eksperyment, w którym wstrzyknięto dodatkową ilość kwasu retinowego do regenerującej się kończyny. Efekt? Aksolotlowi wyrosła kompletna ręka.

Czy ludzie też mają w sobie ten potencjał?

Choć ludzki organizm również dysponuje komórkami, które w teorii mogłyby reagować na sygnały regeneracyjne, w praktyce proces ten kończy się najczęściej powstaniem blizny zbudowanej z włókien kolagenowych. Zamiast odbudowy funkcjonalnej tkanki powstaje struktura o ograniczonej elastyczności i funkcjonalności.

Monaghan i jego zespół chcą teraz przyjrzeć się bliżej, co dzieje się wewnątrz komórek aksolotla – ale też komórek ludzkich – gdy odbierają one sygnały od kwasu retinowego. To może być pierwszy krok ku przeprogramowaniu naszych własnych komórek, by zareagowały tak, jak robią to komórki płaza.

„Jeśli uda nam się znaleźć sposób, aby nasze fibroblasty reagowały na te sygnały regeneracyjne, to one zajmą się resztą. Wiedzą już, jak stworzyć kończynę, ponieważ podobnie jak salamandra, stworzyły ją podczas rozwoju” – mówi Monaghan.

Od blizny do odrostu palca – co dalej?

Perspektywa stworzenia technologii, która umożliwiłaby ludziom regenerację kończyn, wciąż wydaje się futurystyczna. Jednak Monaghan przekonuje, że nie jest to niemożliwe.

„Może to pomóc w gojeniu się ran bez blizn, ale także w czymś jeszcze bardziej ambitnym, na przykład w odbudowie całego palca” – podkreśla badacz. „Nie jest niemożliwe, aby coś większego, na przykład dłoń, odrosło”.