Secretul regenerării salamandrelor a fost dezvăluit - cresc noi organe din memorie. În loc să revină la o stare embrionară, celulele salamandrei își amintesc de organul pierdut și îl reconstruiesc exact așa cum era înainte
Cercetătorii au descoperit că mecanismul de regenerare a membrelor pierdute de către salamandri nu are nicio legătură cu acțiunea celulelor stem.
Abilitățile magice ale salamandrelor
Capacitatea acestor amfibieni cu coada de a crește labe, plămâni și un creier a îngrijorat omenirea de mii de ani - a fost studiat de Aristotel, Voltaire, Darwin.
Când animalul pierde o parte a corpului, celulele stratului superficial al pielii acoperă rapid rana cu așa-numita acoperire epitelială, fibroblastele rup legăturile cu țesutul conjunctiv și formează un blastem (o acumulare de celule specializate) la locul plăgii, din care se formează un nou membru. De exemplu, este nevoie de doar trei săptămâni pentru a obține o laba nouă.
La sfârșitul secolului XX, oamenii de știință au presupus că celulele salamandrei sunt similare cu celulele stem, adică se pot transforma în orice organ.
Martin Kragl de la Institutul german Max Planck a constatat că nu este cazul. Împreună cu colegii săi americani, a studiat modul în care salamandra mexicană, axolotl Ambystoma mexicanum, crește membre și țesuturi. Kragl a profitat de descoperirile Universității din California, care au dovedit că celulele blastemului salamandrei sunt similare cu celulele din membrele în curs de dezvoltare ale embrionilor de mamifere, care sunt capabile să își reînnoiască membrele, dar își pierd aceste abilități înainte de naștere.
Experiment în ultraviolete
Video promotional:
Pe baza ideii că dezvoltarea membrelor din blastema repetă practic într-o formă scurtă dezvoltarea lor naturală în creaturi în creștere, oamenii de știință germani și americani au împărțit animalele în două grupuri. Primul care a fost injectat a fost proteina GFP derivată din meduzele fluorescente. În lumina ultravioletă, această proteină evidențiază celulele în verde, ceea ce permite oamenilor de știință să urmărească originea diferitelor celule și scopul lor. Al doilea grup a inclus atât axolotle adulte, cât și larve. Oamenii de știință le-au prezentat celulelor cu proteine prelevate de la persoane modificate genetic. Substanța a fost injectată în larve unde, așa cum știau biologii, ar fi trebuit să crească diverse țesuturi și organe, în special sistemul nervos. Adulții au fost mai întâi injectate celule cu proteine și apoi tăiate din corp bucată cu bucată.
După ce au observat secțiile timp de câteva săptămâni, biologii au descoperit că celulele se comportă foarte conservator - cresc doar în acele organe și țesuturi din care au provenit. „Concluzia principală a cercetătorilor este că noile celule musculare produc numai celule musculare vechi, celulele pielii noi produc numai celule vechi ale pielii, noi neuroni produc doar celule nervoase vechi”, scrie Science Daily. Acest proces a fost cel mai clar observat în larve: injectat în zona din care trebuia să crească sistemul nervos, celulele evidențiate în verde s-au răspândit de-a lungul axolotului în creștere exact în conformitate cu schema sistemului nervos.
"După toate probabilitățile, celulele din apropierea organului amputat sunt reprogramate, ceea ce le permite să înceapă programe de formare a țesutului embrionar fără a reveni la celula polipotențială inițială", au menționat cercetătorii într-un articol publicat în prestigiosul jurnal Nature.
Cu alte cuvinte, celulele salamander se comportă într-un mod fundamental diferit de celulele stem. Dacă aceștia din urmă sunt capabili să primească specializarea și să se dezvolte în practic orice organe, atunci în celulele salamandrelor există un mecanism de continuitate clară.
De la salamandră la superman
Avantajul celulelor salamandrelor este că nu trebuie să ajungă la o stare embrionară pentru a începe procesul de regenerare - funcționează grozav ca adulții. Dezvăluind secretul „celulelor active”, medicii vor putea crește brațul sau piciorul tăiat al unei persoane, urmând exemplul unei salamandre.
„Într-o zi vom putea regenera țesutul uman”, spune unul dintre autorii studiului, Malcolm Meden. Speranțele oamenilor de știință americani se datorează în mare parte personalității celor care au comandat studiul: a fost sponsorizat de Departamentul Apărării al SUA, ai cărui reprezentanți vor să ajute veteranii amputați din Irak și Afganistan.
