Прыжок в регенерацию
Регенерация – одна из важнейших способностей организма. У человека она проявляется в заживлении ран, восстановлении повреждённого кожного покрова, но восстановить утраченные конечности человеческий организм не в состоянии. Но многие животные пошли гораздо дальше отращивания недостающих ног: планарии и морские огурцы могут восстановить своё тело из крошечной частички. Популярный модельный объект в биологии развития, Xenopus laevis, или гладкая шпорцевая лягушка, может регенерировать утраченные конечности, будучи головастиком и лягушонком, однако по мере взросления лягушка эту способность утрачивает.
Прогестерон – нейростероид, потенциально перспективный стимулятор регенерации периферических нервов. Ранее было показано, что прогестерон способен модулировать иммунный ответ, ускоряя заживление повреждений, а также стимулировать повторный рост кости и кровеносных сосудов.
Группа учёных под руководством биологов и инженеров из Университета Тафтса ампутировали задние конечности взрослых особей Xenopus laevis и наблюдали за заживлением раны. Для запуска регенерационных процессов они использовали прогестерон, который при помощи биореактора на протяжении первых 24 часов после ампутации непрерывно поступал к раневой поверхности. В устройство поместили гидрогель на основе протеинов шёлка и приложили непосредственно к раневой поверхности, что позволило молекулам прогестерона постоянно проникать к месту ампутации. В качестве контроля использовали гидрогель без прогестерона, а также рассматривали заживление раны без каких-либо стимуляторов регенерации или иных вмешательств.
В результате спустя месяц после ампутации у животных, носивших биореактор с прогестероном, наблюдалось образование дифференцированной веслоподобной структуры на месте ампутированной конечности – на рисунке эта структура изображена справа. В контрольной группе, а также в группе, где использовался биореактор без прогестерона, на месте ампутированной конечности сформировался хрящевой шип – он показан на рисунке слева.
Помимо того, что веслоподобная структура морфологически сложнее и ближе по строению к исходной конечности, чем хрящевой шип, регенерат такого типа животное использует для активного передвижения практически наравне с исходной конечностью.
Учёные считают, что их исследование может стать отправной точкой в разработке «регенерационных коктейлей» – смеси веществ, которые смогут запускать полноценную регенерацию у различных животных.
Статья Rincon et al. Brief Local Application of Progesterone via a Wearable Bioreactor Induces Long-Term Regenerative Response in Adult Xenopus Hindlimb опубликована в Cell Reports.
Анастасия Позняк, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru/ по материалам Tufts University: Regeneration science takes a leap forward.