Дослідники виявили генетичний механізм, який допомагає організму відновлювати пошкоджені тканини. Перші експерименти вже показали, що цей підхід може стати основою для майбутніх методів регенеративної медицини.
Про це повідомляє Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Під час дослідження вчені об’єднали результати роботи трьох незалежних лабораторій і порівняли здатність до регенерації у трьох різних організмів. До аналізу залучили мексиканського аксолотля, рибку даніо-реріо та лабораторних мишей.
Аксолотль давно відомий своєю здатністю повністю відрощувати втрачені лапи, хвіст із фрагментами спинного мозку, а також відновлювати частини серця, мозку, легень і щелеп.
Даніо-реріо може багаторазово регенерувати хвостові плавці, сітківку ока, хребет, нирки та підшлункову залозу.
Лабораторні миші, які є найближчою до людини моделлю серед учасників експерименту, здатні повністю відновлювати кінчики пальців за умови, що нігтьове ложе залишається неушкодженим.
Подібну особливість мають і люди. За аналогічних умов у кінчиках людських пальців можуть відновлюватися шкіра, кісткова тканина та м’які тканини.
Команда під керівництвом професора Джоша Кюрі дослідила епідерміс усіх трьох видів під час загоєння пошкоджень. З’ясувалося, що клітини шкіри починають активно виробляти групу так званих SP-генів, серед яких ключову роль відіграють фактори SP6 і SP8.
Щоб перевірити їхню функцію, дослідники використали технологію генетичного редагування CRISPR.
Після штучного видалення гена SP8 у аксолотлів ампутовані лапи більше не могли сформувати правильну кісткову структуру. Схожий результат отримали й у мишей, у яких одночасно вимкнули SP6 і SP8 — відновлення пальців практично припинилося.
На основі цих результатів лабораторія пластичної хірургії Девіда Брауна в Університеті Дюка створила експериментальну генну терапію. Для цього дослідники використали генетичний матеріал даніо-реріо та розробили вірусний вектор, який доставляє у тканини молекулу FGF8 — білок фактора росту, що зазвичай активується геном SP8.
Експеримент показав, що така терапія частково відновила ріст кісткової тканини у пошкоджених пальцях мишей навіть тоді, коли природні гени регенерації були відсутні.
Автори роботи наголошують, що людський організм поки не здатний природним шляхом відрощувати втрачені кінцівки чи органи. Однак результати дослідження стали першим успішним підтвердженням того, що штучно створені препарати можуть замінити окремі механізми природної регенерації та змусити клітини працювати за схожим принципом.
Водночас науковці підкреслюють, що до застосування цієї технології для лікування людей ще далеко. Попереду — тривалі клінічні випробування та додаткові дослідження.
На їхню думку, у майбутньому новий підхід може доповнити інші напрями регенеративної медицини, зокрема терапію стовбуровими клітинами та біоінженерні технології.