Jedna studija, identifikovala je ključne gene koji upravljaju regeneracijom, otkrivajući potencijalni put ka izazivanju ponovnog rasta udova kod ljudi.
Zajednički gen kod tri vrste životinja
Naučnici koji proučavaju zajednički gen kod tri veoma različite životinje — aksolotla, miševa i zebra ribica — otkrili su mogući put ka budućoj genskoj terapiji koja bi mogla da pomogne ljudima da ponovo izrastu izgubljene udove. Nalazi su objavljeni ove nedelje.
„Ovo značajno istraživanje okupilo je tri laboratorije, koje rade na tri organizma kako bi uporedile regeneraciju“, rekao je docent biologije na Univerzitetu Vejk Forest Džoš Kari, čija se laboratorija fokusira na meksičkog aksolotla salamandera.
„Pokazalo nam je da postoje univerzalni, ujedinjujući genetski programi koji pokreću regeneraciju kod veoma različitih vrsta organizama — salamandera, zebraribica i miševa.“
Studija, objavljena u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, takođe je uključivala Dejvida A. Brauna, plastičnog hirurga sa Univerziteta Djuk koji proučava ponovni rast prstiju kod miševa, i Keneta D. Posa sa Univerziteta Viskonsin-Medison, koji istražuje regeneraciju peraja kod zebraribica.
Više od milion amputacija dešava se svake godine
Globalno, više od milion amputacija dešava se svake godine usled stanja kao što su dijabetes, traumatske povrede, rak i infekcije, prema podacima Global Burden of Disease. Očekuje se da će ovaj broj rasti kako stanovništvo stari i kako dijabetes postaje sve češći.
Kao odgovor na to, istraživači istražuju opcije koje prevazilaze proteze, sa ciljem da obnove senzorne i motorne funkcije prirodnih udova.
SP geni kao ključ regeneracije
Njihov rad ukazuje na grupu gena poznatih kao SP geni, koji izgleda igraju centralnu ulogu u regeneraciji i zajednički su miševima, zebraribicama i aksolotlima.
Terapija koja nadoknađuje nedostajući gen
Svaka od tri životinje izabrana je zbog svojih jedinstvenih regenerativnih sposobnosti.
Aksolotli mogu da ponovo izrastu cele udove, kao i repove koji uključuju kičmenu moždinu, kao i delove organa kao što su srce, mozak, jetra, pluća i vilica.
Zebra ribice su još jedan moćan model. Njihova repna peraja brzo ponovo rastu i mogu to da čine više puta bez gubitka te sposobnosti. Takođe mogu da regenerišu srce, kičmenu moždinu, mozak, mrežnjaču, bubrege i pankreas.
Miševi, koji su bliži ljudima, mogu da regenerišu vrhove svojih prstiju. Ljudi dele sličnu sposobnost, jer vrhovi prstiju mogu ponovo da izrastu ako nokatni ležaj ostane netaknut, omogućavajući da se koža, kost i meko tkivo obnove.
Kari je objasnio da su istraživači otkrili da regenerišući epidermis, odnosno koža, kod sve tri vrste proizvodi dva ključna gena, SP6 i SP8. Zatim su istražili kako ovi geni funkcionišu.
Imitiranje sposobnosti gena kod salamandera
Kod salamandera, SP8 je od suštinskog značaja za ponovni rast udova. Koristeći CRISPR genetsko uređivanje, Karijev tim je uklonio SP8 iz genoma aksolotla. Bez njega, životinje nisu uspele pravilno da regenerišu kosti udova. Miševi kojima nedostaju i SP6 i SP8 pokazali su slične nedostatke u ponovnom rastu prstiju.
Nadovezujući se na ove rezultate, Braunova laboratorija koristila je pojačivač povezan sa regeneracijom, identifikovan kod zebra ribica, da stvori virusnu gensku terapiju.
Tretman isporučuje FGF8, molekul koji se normalno aktivira pomoću SP8, kako bi podstakao ponovni rast kostiju kod prstiju miševa. Ovaj pristup delimično je obnovio sposobnost regeneracije čak i kada su originalni SP geni bili odsutni.
Iako ljudi prirodno nemaju ovaj nivo regenerativne sposobnosti, nalazi ukazuju da bi jednog dana moglo biti moguće imitirati ove genetske puteve.
„Možemo ovo da koristimo kao neku vrstu dokaza koncepta da bismo mogli da isporučimo terapije koje zamenjuju ovaj regenerativni stil epidermisa u ponovnom rastu tkiva kod ljudi“, objasnio je Kari.
Put ka budućim terapijama za ljude
Potrebno je mnogo više istraživanja pre nego što bi se takve tehnike mogle primeniti na ljudske udove. Ipak, Kari je opisao studiju kao važan korak ka terapijama koje bi mogle da obnove udove izgubljene usled povrede ili bolesti.
„Naučnici tragaju za mnogim rešenjima za zamenu udova, uključujući bio-inženjerske skele i terapije matičnim ćelijama“, objasnio je Kari. „Pristup genske terapije u ovoj studiji je novi pravac koji može da dopuni i potencijalno unapredi ono što će sigurno biti multidisciplinarno rešenje za jednog dana regeneraciju ljudskih udova.“
On je dodao da je saradnja između različitih naučnih oblasti odigrala ključnu ulogu u uspehu projekta.
„Često naučnici rade u svojim silosima: mi radimo samo sa aksolotlom, ili samo sa mišem, ili samo sa ribom“, rekao je Kari. „Posebno istaknuta karakteristika ovog istraživanja je to što radimo preko svih ovih različitih organizama. To je zaista moćno i nešto što se nadam da ćemo viđati sve više u ovoj oblasti.“
