Ученые выяснили, что люди могут восстанавливать конечности: в теле есть необходимые компоненты

Аксолотли – это личинки некоторых земноводных под названием амбистомы. Особенность аксолотля состоит в том, что он достигает половой зрелости и становится способным к размножению, не превратившись во взрослую форму. Аксолотли известны своей способностью отращивать практически любую часть тела, откушенную хищником, но причина этой регенерации до сих пор оставалась загадкой. Оказывается, ретиноевая кислота и фермент CYP26B1 активно участвуют в восстановлении утраченных конечностей. Ученые считают, что технологии, вдохновленные аксолотлями, могут помочь людям восстанавливать свои конечности, ведь у нас есть все необходимое для этого. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, пишет Popular Mechanics.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Чудеса регенерации

Аксолотли могут потерять практически любую часть тела, даже мозг и внутренние органы, и полностью восстановить ее. Долгове время ученые не знали, каким образом происходит регенерация конечностей у этих земноводных, но теперь ее манизм раскрыт.

Позиционная память означает, что аксолотль каким-то образом знает, нужно ли ему отращивать потерянную лапу. Это уже было известно как основной механизм регенерации позвоночных, но ученые обнаружили, что он начинается с ретиноевой кислоты и фермента CYP26B1. Ни одно из этих химических веществ не является исключительным для аксолотлей. Они также есть в организме человека.

Когда хищник откусывает лапу или что-либо еще у аксолотля, ретиноевая кислота синтезируется в среднем слое кожи и распространяется в зачаток конечности. Это помогает создавать фибробласты, которые являются клетками соединительной ткани у людей, но регенеративными клетками у этих существ.

Фибробласты образуют бластему, или клетки-предшественники конечностей, которые затем растут и дифференцируются, чтобы воссоздать определенную отсутствующую конечность. Бластема отражает поведение зачатков конечностей у взрослых аксолотлей, которые были травмированы, а позиционная информация обменивается между стволовыми клетками в бластеме и другими клетками в этой зачаточной конечности, чтобы гарантировать, что соответствующие ткани регенерируются там, где они должны расти.

Люди могут отращивать конечности, но нужно разобраться с процессом

Ген Hoxa13 активирует фермент CYP26B1, который расщепляет ретиноевую кислоту там, где она не нужна, и использует ее для создания шаблона для новой конечности. Это расщепление определяет, сколько ретиноевой кислоты находится в месте ампутации и, следовательно, положение и структуру конечности, которая отрастает заново. Более высокий уровень ретиноевой кислоты активируют ген Shox, который одновременно дает указания для производства белка, регулирующего работу других генов, и участвует в формировании скелета.

Как выяснили ученые, при нарушении этого процесса могут возникнуть такие дефекты, как аномалии скелета. Повышение уровня ретиноевой кислоты в лапе аксолотля привело к тому, что у него выросла не просто другая лапа, а совершенно новая конечность. Устранение гена Shox с помощью технологии CRISPR-Cas9 привело к появлению нормальных лап, но с костями, которые не затвердели должным образом. Это также происходит у людей с мутациями гена Shox, говорят ученые.

Удивительно, но аксолотли восстанавливают конечность в той же форме, которую она имела до ампутации. Некоторые другие регенерирующие животные, например, ящерицы, могут отращивать хвост, но в более простой форме.

Ученые говорят, что потребуется гораздо больше исследований, чтобы передать эту способность людям, но необходимые ингредиенты в теле человека уже есть. Для того, чтобы будущие технологии помогли отращивать конечности людям нужно выяснить, что происходит внутри клеток бластемы во время регенерации, и какие части этих клеток являются мишенью для ретиноевой кислоты.

По словам авторов исследования, если получится заставить наши фибробласты прислушиваться к этим регенеративным сигналам, то они сделают все остальное, ведь они знают, как создать конечность.

Как уже писал Фокус, парализованные конечности человека снова смогут двигаться. Едва уловимая мысль теперь может прокатиться по позвоночнику, вызывая движение в парализованных конечностях, которые раньше не подчинялись командам мозга. Эта концепция, некогда относившаяся к области научной фантастики, становится все ближе к реальности благодаря новому исследованию ученых.