«Հասուն գորտը նորից աճում է անդամահատված ոտքեր». առաջընթաց օրգանների վերականգնման հետազոտության մեջ

Առաջին անգամ ցուցադրվել է, որ չափահաս գորտերը նորից աճում են անդամահատված ոտքեր, ինչը նշանակում է օրգանների վերականգնման բեկում:

Ռեգեներացիա նշանակում է վնասված կամ բացակայող մասի վերաաճեցում օրգան մնացորդային հյուսվածքից. Հասուն մարդիկ կարող են հաջողությամբ վերականգնել որոշ օրգաններ, ինչպիսիք են լյարդը և հատկապես մաշկը, որը կանոնավոր կերպով թարմացվում և վերականգնվում է, բայց, ցավոք սրտի, մեծ մասի մարդկային հյուսվածքները: օրգաններ չունեն վերածնվելու ունակություն. Վերականգնողական բժշկության ոլորտը նպատակ ունի գտնել ուղիներ՝ մեր օրգանիզմում հյուսվածքների վերականգնումը ակտիվացնելու համար: Իդեալական լուծումը կլինի կարևոր ուղիների գործարկումը, որոնք կարող են վերականգնել հյուսվածքը, օրինակ՝ վերջույթը, սեփական բջիջներից, սակայն դա պարզ դեպք չէ, քանի որ գիտնականները դեռ փորձում են հասկանալ հյուսվածքների վերականգնման նրբությունները:

Մի ուսումնասիրության հրապարակված Զեկույցներ ԲջջայինԱՄՆ-ի Թաֆթի համալսարանի գիտնականները նպատակ են ունեցել հասկանալ հյուսվածքների վերականգնման կարողությունը և ինչպես են բջիջները համագործակցում և ձևավորում եռաչափ օրգան. Նրանք նախընտրեցին վերարտադրել հյուսվածքների աճը մի կենդանու մեջ, որը սովորաբար չի վերականգնվում, և նրանք ընտրեցին երկկենցաղ՝ չափահաս ջրային աֆրիկյան ճանկերով գորտ (Xenopus laevis)՝ հետազոտության մեջ սովորաբար օգտագործվող լաբորատոր կենդանի: Երկկենցաղներն ունեն շատ սահմանափակ հյուսվածքների նորացման հնարավորություններ, որոնք նման են մարդկանց: Գիտնականները հաջողությամբ նախագծել են սարք, որը վերսկսում է հյուսվածքների առաջացումը անդամահատման վայրում և հնարավորություն է տալիս մասամբ վերականգնել հետին վերջույթը չափահաս Քսենոպուս գորտի մոտ:

Վերականգնվող անդամահատված վերջույթներ

Նախ, կրելի բիոռեակտորը 3D-ով տպվեց սիլիցիումով և այն լցվեց հիդրոգելով: Այնուհետև, այս հիդրոգելային պոլիմերի վրա տեղադրվեցին խոնավացնող մետաքսի սպիտակուցներ, որոնք, ինչպես հայտնի է, նպաստում են ապաքինմանը և վերականգնմանը: Ավելացվեց պրոգեստերոն հորմոնը՝ նեյրոստերոիդ, որը, ընդհանուր առմամբ, հայտնի է, որ ներգրավված է դաշտանի, հղիության և կրծքով կերակրման ժամանակ: Պրոգեստերոնը նաև մասնակցում է նյարդային արյան անոթների և այլ հյուսվածքների վերականգնմանը: Գորտերին բաժանել են փորձարարական, հսկիչ և կեղծ խմբերի։ Վերահսկիչ և կեղծ խմբերում բիոռեակտորային սարքը կարվել է գորտերի մեջ վերջույթների անդամահատումից անմիջապես հետո: Փորձարարական խմբում պրոգեստերոնն ազատվել է բիոռեակտորով անդամահատման վայրում: Սարքերը հանվել են 24 ժամ հետո։ Այնուհետև գորտերին մի քանի ամիս պարբերաբար դիտարկել են: Վերահսկիչ և կեղծ խմբերի գորտերի մոտ առաջացել է բարակ, աճառային հասկ ամպուտացիայի վայրում, ինչը նորմալ է, երբ հյուսվածքների վերականգնումն ընթանում է առանց օգնության: Միայն փորձարարական խմբի գորտերի մոտ է երևացել, որ բիոռեակտորային սարքն առաջացրել է վերջույթների ավելի մեծ վերածնում, իսկ գորտերը վերարտադրել են ավելի կառուցվածքային թիակաձև կցորդ՝ գրեթե ամբողջությամբ ձևավորված վերջույթի մոտ: Սա վկայում էր օժանդակ հյուսվածքների վերականգնման մասին: Տեսանելի տարբերությունը նկատելի էր մի քանի շաբաթվա ընթացքում, ինչը ենթադրում էր, որ բիոռեակտոր սարքը ստեղծել է աջակցող միջավայր շուրջը վերք հնարավորություն ընձեռել հյուսվածքների աճին, ինչը նման է այն բանին, թե ինչպես են հյուսվածքները աճում սաղմի մեջ արգանդի ներսում: Բիոռեակտորից պրոգեստերոնի ընդամենը կարճատև առաքումը (տեղադրված է ընդամենը 24 ժամ) մի քանի ամսվա ընթացքում առաջացրել է փափուկ հյուսվածքների և ոսկորների աճ: Հյուսվածքաբանական վերլուծության և վերականգնված կառուցվածքների մոլեկուլային զննման արդյունքում պարզվել է, որ այս վերջույթներն ավելի հաստ են և ավելի զարգացած ոսկորներ, նյարդայնացում և անոթայինացում: Պրոգեստերոնով բուժվող կենդանիները նույնպես ավելի ակտիվ էին, քան հսկիչ և կեղծ խմբերը:

Վերջույթների աճը դադարեց մոտ վեց ամիս հետո, բայց դա հանգեցրեց մատների և ոտքերի մատների տիպիկ աճին: Վերաճած վերջույթներն ունեին լավ ոսկրային ծավալ և խտություն, հիմնական արյունատար անոթներ, լավ դասավորված նյարդեր, և այս գորտերը կարող էին նույնիսկ լողալ այնպես, ինչպես սովորական չամպուտացված գորտերը՝ օգտագործելով իրենց հարազատ վերջույթները: ՌՆԹ-ի հաջորդականությունը և տրանսկրիպտոմի վերլուծությունը ցույց տվեցին, որ գենային արտահայտությունը բջիջներում ամպուտացիայի վայրում փոփոխվել է բիոռեակտորով: Այսպիսով, օքսիդատիվ սթրեսի և լեյկոցիտների ակտիվության հետ կապված գեները ակտիվ էին (վերկարգավորված), իսկ որոշ այլ գեներ կարգավորվեցին: Սպիացումն ու իմունային պատասխանը նույնպես կրճատվել են՝ այդպիսով թույլ տալով, որ վերածնումն ընթանա՝ թուլացնելով մարմնի բնական արձագանքը վնասվածքին, որը հակառակ դեպքում կխանգարեր վերականգնման գործընթացին:

Ապագա

Այս ուսումնասիրությունը հիմնված է մեկնարկային կամ ձգանման ծրագիր սահմանելու տրամաբանության վրա, որը կհանգեցնի երկարաժամկետ աճի: Այն կարելի է անվանել բջիջների խթանման նոր մոդել։ Ավելի վաղ ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ մկները կարող են մասնակիորեն վերականգնել անդամահատված մատների ծայրերը նորմալ պայմաններում, բայց քանի որ նրանք ջրային չեն և չկա ջուր, որը պաշտպանում է նրանց, ուստի, ի տարբերություն երկկենցաղների, մկների մոտ գործընթացը արդյունավետ չէր, քանի որ զգայուն վերածնված բջիջները կրկին ենթարկվեցին կոշտ մակերեսների և կրկին. Ողնաշարավոր կենդանու ռեգեներացիայի մոտեցումը պետք է կիրառելի լինի կաթնասունների և մարդու մարմնի համար, և միգուցե շատ շուտով ապագայում մենք կարող ենք վերականգնել բարդ օրգաններ, որոնք կարող են օգտագործվել օրգանների փոխպատվաստման կամ ցանկացած տեսակի վնասվածքների, գուցե նույնիսկ քաղցկեղի համար:

***

Աղբյուրը (ներ)

Herrera-Rincon C et al. 2018. Պրոգեստերոնի համառոտ տեղական կիրառումը կրելի բիորեակտորի միջոցով առաջացնում է երկարաժամկետ վերականգնողական արձագանք չափահաս Քսենոպուս Հինդլիմբում: Զեկույցներ Բջջային. 25 (6). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010

***