Американские ученые обнаружили механизм, позволяющий саламандрам успешно отращивать утраченные конечности и органы, в том числе сердце и мозг. Исследователям удалось определить, какие белки ответственны за регенерацию новых клеток. Получится ли адаптировать это открытие под нужды человечества – разбирался наш научный обозреватель Николай Гринько.
Фото: mdibl.org
Ученые очень давно ищут способы, которыми можно было бы продлить "паспортное время работы" человеческого тела. В самом деле, это невероятно несправедливо, что на планете есть существа, живущие в пять, а то и в десять раз дольше, чем мы! И если рассматривать наш организм как некую машину, "механизм для жизни", внутри которого существуют наши личности, то сейчас есть два основных подхода к проблеме.
Первый – это "повышение ремонтопригодности": медицинские исследования, разработка новых методов лечения болезней, высокотехнологичное протезирование и наконец попытки запустить механизм регенерации тканей. Второй подход – борьба с "программируемым износом", то есть изучение и корректировка механизма старения, заложенного в наши клетки генетически. Интересно, что старение в общих чертах – это и есть отсутствие регенерации: с возрастом в организме накапливаются стареющие клетки, которые теряют способность делиться и восстанавливать ткани. А значит, решив первую проблему, можно решить и вторую.
Над этим активно ведут работу американские ученые из биологической лаборатории MDI. Известно, что саламандры (земноводные, обитающие в Европе, Северной Африке и на Ближнем Востоке) обладают удивительными способностями к регенерации. Один из их видов – аксолотль, или мексиканская амбистома, может восстановить практически любую часть тела. И дело не ограничивается банальным хвостом или даже лапой – аксолотль способен заново отрастить легкое, сердце и даже мозг. Понятно, что эти существа являются главными объектами исследований в регенеративной биологии.
Между прочим, человек тоже кое-что может. Новорожденные дети способны восстанавливать ткани сердца, а лет до 10–11 лет могут отращивать утерянные кончики пальцев (это действительно так, в интернете даже существуют сообщества людей, лишившихся в детстве иногда целой фаланги и публикующих фотографии восстановившихся пальцев). То есть где-то в нашем генетическом коде есть информация о регенерации, но эту суперспособность мы, в отличие от саламандр, довольно быстро теряем.
Фото: mdibl.org
Когда-то механизм рубцевания был очень важен: организм наших древних предков спешил как можно скорее закрыть повреждение, чтобы не допустить заражения и смерти. Но сегодня такая опасность существенно ниже, люди изобрели медицину, которая способна успешно противостоять сепсису достаточно долго. А потому биологи ищут способ отключить программу образования шрамов.
Биологи из MDI обратили внимание на макрофаги – иммунные клетки, способные бороться с вирусами и бактериями, поглощать погибшие клетки и так далее. Макрофаги аксолотля способны распознавать угрозу: при инфекциях запускается один механизм, а при травмах – другой. За распознавание отвечают особые белки, так называемые толл-подобные рецепторы (TRL). Если макрофаги истощаются и теряют эти рецепторы, то регенерации не происходит – вокруг шрамов появляется рубцовая ткань.
Сейчас в лабораториях MDI проводятся эксперименты на лабораторных мышах: ученые пытаются насытить их макрофаги белками-рецепторами, чтобы в ответ на травматическое воздействие запускался механизм регенерации. Первые результаты уже внушают оптимизм, но, по словам авторов исследования, до переноса методики на человека еще очень далеко. Да и о полном восстановлении утерянных конечностей ученые пока не говорят, лишь делают очень осторожные предположения.
И все же нам хочется верить, что рецепт восстановления, затерянный миллионы лет назад на дальней полке нашего "генетического склада", будет найден и вновь использован, хотя бы на клеточном микроуровне. Возможно, это поможет нам успешно залечивать повреждения – не только внешние, но и внутренних органов, а также противостоять программе старения клеток. "Программируемый износ" когда-нибудь обязательно будет побежден. Хотя…
Гринько Николай