Uczeni chcą, by ludziom odrastały kończyny!
Zniszczony zawałem mięsień serca sam się regeneruje! Niestety, na razie tylko u ryby - dania pręgowanego. Mechanizm tego zjawiska odkryli dr Kenneth Poss z Duke University Medical Center i prof. Didier Stainier z University of California. Po usunięciu 20 proc. komory serca ryby odcięta część odrastała w ciągu dwóch miesięcy. - Przez pierwsze dni danio tkwił wśród roślin, ale już po tygodniu zachowywał się normalnie. Tego typu uszkodzenie raczej nie mogłoby powstać w naturze. Próbowaliśmy w ten sposób symulować zawał - mówi dr Kenneth Poss w rozmowie z "Wprost".
Feniks z komórek
Proces regeneracji serca u ryb przebiega w dwóch etapach. W pierwszej fazie komórki macierzyste nasierdzia, zewnętrznej warstwy serca, wędrują do uszkodzonego miejsca, tam się dzielą i odtwarzają mięsień sercowy. Następnie nasierdzie szybko się rozrasta, zasłaniając odbudowywany fragment komory. Jego komórki stymulują rozwój naczyń krwionośnych w nowych fragmentach mięśnia. Proces regeneracji reguluje tzw. czynnik wzrostu fibroblastów (Fgf). Kiedy badacze zablokowali sygnał Fgf, odbudowa serca ustawała.
- W ludzkim sercu też są nisze komórek macierzystych. Jedna znajduje się w okolicy przedsionka, druga - przy koniuszku serca. Naturalna wymiana komórek mięśnia sercowego u człowieka nie przekracza jednak 1 proc. rocznie - mówi prof. Maciej Kurpisz z Instytutu Genetyki Człowieka PAN w Poznaniu. W organizmie człowieka stale przebiegają procesy odnowy, dzięki którym co kilka miesięcy składamy się z nowych komórek. Najszybciej wymieniane są komórki krwi, nabłonka, skóry i mięśni. Komórki macierzyste sprawnie odtwarzają komórki zniszczone podczas normalnego działania organu. Nie potrafią jednak naprawiać dużych uszkodzeń, takich jak blizny po zawale serca. Wyjątkiem jest wątroba, która odrasta nawet z niewielkiego fragmentu. Ta niezwykła łatwość odnowy to najprawdopodobniej spadek po przodkach, narażonych na częste zatrucia pokarmowe. Wiele roślin, którymi się odżywiali nasi praojcowie, zawierało silne toksyny, a mięso często było nieświeże. Ewolucja zadbała, by uszkodzona wątroba mogła się szybko zregenerować.
Nowy ogon i szczęka
Mechanizm naprawczy ludzi jest symboliczny w porównaniu ze zwierzęcym. W miejscu odciętej kończyny u człowieka tworzy się blizna, u salamandry - nowa kończyna. Salamandra jest mistrzem w leczeniu ran. W wypadku utraty na przykład nogi tkanki otaczające ranę zaczynają szybko produkować komórki macierzyste, które po pewnym czasie się różnicują, by dać początek kościom, mięśniom, naczyniom krwionośnym, nerwom i skórze. Podobnie odrastają obcięty ogon, górna i dolna szczęka, soczewka i siatkówka oka oraz jelita salamandry. Ryby, poza sercem, z łatwością regenerują łuski, płetwy i rdzeń kręgowy, żółwiom odrastają skorupy, nietoperzom - skrzydła, ślimakom zaś głowy i penisy.
- Człowiek jest skrajnie wyspecjalizowanym organizmem. Wystarczy popatrzeć, co potrafią zrobić palce człowieka, a co palce innych ssaków. Taką specjalizację umożliwia świetne zróżnicowany centralny układ nerwowy. Ceną za to jest utrata zdolności regeneracji narządów - wyjaśnia prof. Maciej Kurpisz.
Komórki macierzyste w sercu ssaków nie są mniej sprawne niż u ryby, ale ich działanie jest blokowane przez różne substancje. Gdyby nie ta przeszkoda, namnażałyby się bez końca, wywołując proces nowotworowy. U dania pręgowanego mimo braku blokady nowotwory nie powstają. Najwyraźniej ryba ma zdolność hamowania rozwoju raka. Zidentyfikowanie czynnika blokującego byłoby przełomem w walce z nowotworami.
Samoodrastające kończyny
Niektórzy naukowcy wielkie nadzieje wiążą z badaniami procesów regeneracyjnych salamandry. Być może dzięki nim uda się cofać czas i sprawić, by serce po zawale reperowało się samo, głębokie rany goiły bez pozostawiania blizny, a kończyny odrastały. W University of Manchester w Wielkiej Brytanii ruszył wielki projekt badawczy: przez najbliższe ćwierć wieku naukowcy będą zgłębiać tajemnice samoodrastających kończyn.
Regeneracja u wielu zwierząt przebiega tylko w młodym wieku. Kijanka szybko odtwarza ogon, ale żaba nie potrafi zregenerować nogi. Operacje przeprowadzane u dzieci w łonie matki przed szóstym miesiącem ciąży nie pozostawiają u nich najmniejszego śladu. Niewykluczone, że geny odpowiedzialne za regenerację, tyle że wyciszone, występują także u dorosłego człowieka. Za wcześnie, by kategorycznie stwierdzić, czy ciało bez blizn to jedynie science fiction czy realne oczekiwania nauki XXI wieku.
Feniks z komórek
Proces regeneracji serca u ryb przebiega w dwóch etapach. W pierwszej fazie komórki macierzyste nasierdzia, zewnętrznej warstwy serca, wędrują do uszkodzonego miejsca, tam się dzielą i odtwarzają mięsień sercowy. Następnie nasierdzie szybko się rozrasta, zasłaniając odbudowywany fragment komory. Jego komórki stymulują rozwój naczyń krwionośnych w nowych fragmentach mięśnia. Proces regeneracji reguluje tzw. czynnik wzrostu fibroblastów (Fgf). Kiedy badacze zablokowali sygnał Fgf, odbudowa serca ustawała.
- W ludzkim sercu też są nisze komórek macierzystych. Jedna znajduje się w okolicy przedsionka, druga - przy koniuszku serca. Naturalna wymiana komórek mięśnia sercowego u człowieka nie przekracza jednak 1 proc. rocznie - mówi prof. Maciej Kurpisz z Instytutu Genetyki Człowieka PAN w Poznaniu. W organizmie człowieka stale przebiegają procesy odnowy, dzięki którym co kilka miesięcy składamy się z nowych komórek. Najszybciej wymieniane są komórki krwi, nabłonka, skóry i mięśni. Komórki macierzyste sprawnie odtwarzają komórki zniszczone podczas normalnego działania organu. Nie potrafią jednak naprawiać dużych uszkodzeń, takich jak blizny po zawale serca. Wyjątkiem jest wątroba, która odrasta nawet z niewielkiego fragmentu. Ta niezwykła łatwość odnowy to najprawdopodobniej spadek po przodkach, narażonych na częste zatrucia pokarmowe. Wiele roślin, którymi się odżywiali nasi praojcowie, zawierało silne toksyny, a mięso często było nieświeże. Ewolucja zadbała, by uszkodzona wątroba mogła się szybko zregenerować.
Nowy ogon i szczęka
Mechanizm naprawczy ludzi jest symboliczny w porównaniu ze zwierzęcym. W miejscu odciętej kończyny u człowieka tworzy się blizna, u salamandry - nowa kończyna. Salamandra jest mistrzem w leczeniu ran. W wypadku utraty na przykład nogi tkanki otaczające ranę zaczynają szybko produkować komórki macierzyste, które po pewnym czasie się różnicują, by dać początek kościom, mięśniom, naczyniom krwionośnym, nerwom i skórze. Podobnie odrastają obcięty ogon, górna i dolna szczęka, soczewka i siatkówka oka oraz jelita salamandry. Ryby, poza sercem, z łatwością regenerują łuski, płetwy i rdzeń kręgowy, żółwiom odrastają skorupy, nietoperzom - skrzydła, ślimakom zaś głowy i penisy.
- Człowiek jest skrajnie wyspecjalizowanym organizmem. Wystarczy popatrzeć, co potrafią zrobić palce człowieka, a co palce innych ssaków. Taką specjalizację umożliwia świetne zróżnicowany centralny układ nerwowy. Ceną za to jest utrata zdolności regeneracji narządów - wyjaśnia prof. Maciej Kurpisz.
Komórki macierzyste w sercu ssaków nie są mniej sprawne niż u ryby, ale ich działanie jest blokowane przez różne substancje. Gdyby nie ta przeszkoda, namnażałyby się bez końca, wywołując proces nowotworowy. U dania pręgowanego mimo braku blokady nowotwory nie powstają. Najwyraźniej ryba ma zdolność hamowania rozwoju raka. Zidentyfikowanie czynnika blokującego byłoby przełomem w walce z nowotworami.
Samoodrastające kończyny
Niektórzy naukowcy wielkie nadzieje wiążą z badaniami procesów regeneracyjnych salamandry. Być może dzięki nim uda się cofać czas i sprawić, by serce po zawale reperowało się samo, głębokie rany goiły bez pozostawiania blizny, a kończyny odrastały. W University of Manchester w Wielkiej Brytanii ruszył wielki projekt badawczy: przez najbliższe ćwierć wieku naukowcy będą zgłębiać tajemnice samoodrastających kończyn.
Regeneracja u wielu zwierząt przebiega tylko w młodym wieku. Kijanka szybko odtwarza ogon, ale żaba nie potrafi zregenerować nogi. Operacje przeprowadzane u dzieci w łonie matki przed szóstym miesiącem ciąży nie pozostawiają u nich najmniejszego śladu. Niewykluczone, że geny odpowiedzialne za regenerację, tyle że wyciszone, występują także u dorosłego człowieka. Za wcześnie, by kategorycznie stwierdzić, czy ciało bez blizn to jedynie science fiction czy realne oczekiwania nauki XXI wieku.
| SKUTKI REGENERACJI |
|---|
| Okaleczone zwierzęta mimo zdolności do regeneracji nie odzyskują pełnej sprawności. Odrastające części ciała zwykle są mniejsze niż pierwotne. Krab raczyniec jadalny, któremu odrosły mniejsze szczypce, musi się zadowalać posiłkiem złożonym z drobniejszych małż. Pająki z gatunku Schizocosa ocreata, którym odrastają nogi pozbawione kępek włosków ważnych podczas zalotów, nie cieszą się wzięciem wśród samiczek. Krzyżak ogrodowy przędzie sieci o innej strukturze, w które gorzej łapią się muchy.Pasikonik siodlarka, którego narząd dźwięku i słuchu jest umieszczony na odnóżach, po wypadku ciszej wygrywa miłosną serenadę, grozi mu też głuchota. |
Więcej możesz przeczytać w 45/2006 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.
