Новые данные о регенерации

У тритонов и саламандр есть великолепное страхование против повреждений тела: стоит им только потерять хвост или ногу, как на её месте начинает отрастать новая, причем не хуже прежней. Исследователи из Соединенных Штатов говорят, что они нашли способ привить такую способность мышам, что приоткрывает дверь для возможности прорыва в области регенерации поврежденных тканей у человека.

По сравнению с низшими позвоночными способность к отращиванию новых конечностей у людей и других млекопитающих «довольно жалкая», говорит Элен Блау (Helen Blau), биолог и специалист по регенерации Стэндфордского Университета, Калифорния и главный автор исследования. «Мы можем восстановить свою печень, но не более того,» - сказала она.

Таким образом, актуален вопрос: что такого есть у амфибий, чего нет у нас?

Некоторые частично приписали потенциал регенерации стволовым клеткам, которые остаются во взрослой ткани, но их количество не столь велико у тритонов для выполнения данной задачи. Большинство биологов полагает, что у позвоночных, обеспеченных способностью к регенерации, мышечные клетки, окружающие поврежденную ткань, временно регрессируют в более примитивное состояние, повторно проходя клеточный цикл и разрастаясь на множество мышечных клеток.

Во время прошлых исследований был идентифицирован белок, названный белком ретинобластомы (Rb), который считается ключевым фактором для стимуляции дифференцировки и специализации мышечных клеток. Супрессия гена Rb в мышечных клетках тритона отправляет их назад в клеточном цикле, но этот механизм не работает в мышечных клетках млекопитающих.

Блау с коллегами предположили, что у млекопитающих, возможно, существует дополнительный механизм, который встал на пути Rb, чтобы подавлять развитие опухолей. Разблокировка регенерации у тканей млекопитающих может привести к результатам, похожим на результаты у ящериц.

Исследователи нашли ген, подавляющий развитие опухоли, названный Arf, который есть у млекопитающих, но которого нет у позвоночных, способных к регенерации. Используя вмешательство при помощи РНК, удалось заглушить в культивируемых клетках мышечных тканей мышей гены Arf и Rb, что привело к повторению прохождения ими клеточного цикла и началу их распространения.

Когда активность генов была восстановлена, клетки возвратились к их обычному состоянию. Вновь образованные мышечные ткани, пересаженные в живых мышей, оказались способны интегрироваться с мышечной тканью.

Игра с огнем

«Вопрос не в том, что мы играем с огнем при снятии ограничений против развития опухолей,» - говорит соавтор работы Джейсон Померанц (Jason Pomerantz), восстановительный хирург из Университета Калифорнии, Сан Франциско. Он говорит, что страх состоит в том, что клетки, не защищенные сдерживающими опухоль факторами, могут начать безудержно размножаться. Но последующие эксперименты дают основание полагать, что временное подавление генов не приводит к развитию опухолей.

Он и Блау полагают, что ткань можно лечить, как эксплантат – выращенный вне тела, а затем его имплантировать или использовать препараты, блокирующие эти два гена путем введения их непосредственно в зону, где требуется регенерация. «Сердце ничем не отличается в месте имплантации,» - говорит Померанц. «Нет никакой регенерации у сердца млекопитающих и нет никаких особенных стволовых клеток, способных восстановить сердце у взрослого человека».

Кен Посс (Ken Poss), биолог, специализирующийся на изучении клеток в медицинском центре Дюкского Университета, Северная Каролина, обращает внимание на то, что остаются белые пятна в определении и не понятно, поможет ли данная методика регенерации.

Во-первых, Посс отмечает, что еще не ясно, является ли дедифференцирование главной причиной, благодаря которой, например, тритоны способны к регенерации. Исследователи не уверены, какую часть эффекта можно приписать воздействию стволовых клеток в мышцах, которые называются клетками-спутниками. Кроме того, он говорит, что восстанавливая большие объемы мышечной ткани, нужно еще задуматься и о соединительной ткани, на которой будут расти сами мышечные клетки, а это не отображено в описанной технологии.

Открытия являются «довольно внушительными», говорит Дэвид Стокум (David Stocum,), биолог, занимающийся вопросами регенерации в Университете Индианы в Индианаполисе, «но есть много факторов способных прихлопнуть эксперимент».

С одной стороны, он отмечает, что использованная в эксперименте модель культуры мышечных клеток недостаточно напоминает живую ткань. «Я хотел бы видеть повторение эксперимента на полностью дифференцированных эксплантатах мышцы,» - говорить Стокум. Кроме того, он говорит, что хотел бы убедиться, что добавление в мышечные клетки тритона белка млекопитающих Arf будет препятствовать обратной дифференциации клеток.

Пока исследователи не продемонстрировали, что ткань, которую они пересаживали, функциональна – это, по словам Блау, следующий шаг.

«Очень интересно узнать, можно ли изменить способность или скорость регенерации при помощи стратегии, предложенной исследователями,» - сказал Посс.


10/08/2010 11:08
Loading…


Источник: Muscling in on limb regeneration