Naukowcy sprawdzają, czy można obudzić uśpioną zdolność do regeneracji tkanek u ssaków

Przez lata dominowało przekonanie, że ssaki mają silnie ograniczoną zdolność regeneracji, a uszkodzenia tkanek naprawiają głównie poprzez szybkie gojenie. W praktyce oznacza to kompromis jakości, w wyniku którego powstaje blizna – a struktura i funkcja tkanki nie zostają w pełni odtworzone.

Regeneracja to inny sposób naprawy, w którym tkanka odbudowuje się do stanu pierwotnego, z zachowaniem właściwej organizacji komórek i funkcji. U ludzi zdarza się to rzadko. Jednym z nielicznych przykładów jest odrastanie czubków palców, ale większość urazów kończy się włóknieniem.

Pierwsza z dwóch prac z „Science”, opublikowana przez zespół pod kierownictwem naukowców z Politechniki Federalnej w Lozannie oraz Instytutu Maxa Plancka, wskazuje na kluczową rolę tlenu w procesie naprawy.

Badacze porównali reakcję na amputację u kijanek żaby Xenopus laevis (płaza o wysokich zdolnościach regeneracyjnych) z reakcją tkanek ssaczych, w tym zarodkowych i noworodkowych tkanek myszy. Okazało się, że stosunkowo wysokie stężenie tlenu (zbliżone do atmosferycznego), typowe dla środowiska lądowego, sprzyja odpowiedzi prowadzącej do bliznowacenia. Gdy jednak obniżono poziom tlenu, komórki nabłonka zaczynały sprawnie migrować i dzielić się, a odpowiedź tkankowa przypominała tę obserwowaną u gatunków, które mają zdolność odtwarzania całych kończyn.

Nie sama „niezdolność genetyczna” ssaków jest kluczowa, lecz sposób, w jaki komórki odczytują poziom tlenu i inicjują odpowiedź naprawczą.

Druga praca, autorstwa międzynarodowego zespołu pod kierownictwem naukowców z University of Cambridge, dowodzi, że równie ważne są fizyczne właściwości samej rany.

Badacze wykorzystali model amputacji czubka mysiego palca, który potrafi w pełni się odtworzyć. Kluczem okazał się skład tzw. macierzy zewnątrzkomórkowej (czyli sieci cząsteczek – głównie białek i polisacharydów – otaczających komórki i nadających tkance strukturę oraz właściwości mechaniczne). W miejscach, gdzie dochodzi do regeneracji, tkanka jest miękka i bogata w kwas hialuronowy. Bliznowacenie zachodzi za to w środowisku zdominowanym przez sztywny i gęsty kolagen. Innymi słowy, komórki „odczytują” mechaniczne właściwości otoczenia: miękka, elastyczna macierz sprzyja odtwarzaniu tkanki, a sztywna – włóknieniu.

Dodatkowo naukowcy sztucznie zmodyfikowali środowisko rany, „zmiękczyli” środowisko rany, stabilizując kwas hialuronowy za pomocą białka HAPLN1. Ograniczyło to włóknienie i pobudziło odbudowę kości nawet tam, gdzie normalnie powstałaby blizna.

Obie publikacje wskazują, że organizm ssaka posiada elementy „programu regeneracji”, ale ich uruchomienie zależy od warunków wokół rany. To ważna wskazówka dla medycyny.

Jednocześnie autorzy podkreślają ograniczenia. Badania przeprowadzono na modelach zwierzęcych i w specyficznych warunkach eksperymentalnych, często na tkankach o wyższym potencjale regeneracyjnym niż u dorosłego człowieka. W praktyce klinicznej dochodzą też czynniki takie jak stan zapalny czy wpływ układu odpornościowego.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.