У мышей заново отрастают ампутированные пальцы

Люди обладают впечатляющими способностями к самоисцелению, но нам еще далеко до того, чтобы саламандры или аксолотли смогли заново отрастить целую лапу. Однако новое исследование группы ученых из Техасского университета A&M (США), опубликованное в журнале Nature Communications, доказывает, что регенеративный потенциал млекопитающих гораздо выше, чем считалось ранее. Исследователям удалось регенерировать ампутированный палец у мышей, используя «инструкции» для собственных клеток организма.

Код двухэтапной регенерации

Ключом к успеху стало использование двух сигнальных белков, которые перепрограммируют реакцию организма на травму. По умолчанию у млекопитающих рана закрывается рубцом – это работа клеток фибробластов, которые быстро залачивают повреждение, чтобы остановить кровотечение, но блокируют возможность конечности восстановиться.

Механизм, разработанный командой биолога Кена Мунеока, состоит из двух этапов:

Изменение сценария: сначала в область раны вводят фактор роста фибробластов 2 (FGF2). Он не дает клеткам образовывать рубцы и заставляет их образовывать бластему — временный «зачаток» живых клеток, подобный тому, который саламандры используют перед тем, как отрастить новую ногу.

Конструкция: Затем применяется костный морфогенетический белок 2 (BMP2). Он посылает сигнал бластеме начать строительство костей, сухожилий и связок на подготовленном «фундаменте».

Стволовые клетки больше не нужны?

Уникальность этого метода в том, что ученым не пришлось вводить в организм донорские стволовые клетки.

«Вам не обязательно искать их и возвращать обратно», — объясняет Кен Мунеока. «Они уже там, на месте раны». Нам просто нужно было научиться управлять их поведением».

Результаты экспериментов на мышах обнадежили: во многих случаях удалось восстановить структуру костей, сухожилий и суставов. Хотя новые пальцы иногда были деформированы или уменьшались в размерах, все основные анатомические элементы присутствовали. Это огромный шаг вперед по сравнению с предыдущими экспериментами, где без использования FGF2 можно было восстановить только фрагменты костей.

Будущее медицины

Хотя технология еще не была опробована на людях, биологическое сходство между млекопитающими дает повод для оптимизма. Учитывая, что белок BMP2 уже одобрен для использования в реконструктивной хирургии, а FGF2 близок к этому статусу, первые практические плоды исследований могут появиться уже в ближайшем будущем – например, в области качественного заживления ран без образования рубцов.

«Вопрос о том, почему некоторые животные могут регенерировать, а люди нет, задавался со времен Аристотеля», — говорит Мунеока. «Мы показали, что регенерацию можно активировать, и это меняет наше понимание границ возможного».

Это открытие может стать основой для создания медицины будущего, где протезирование будет заменено собственной живой тканью.