Человеческое тело — удивительный механизм. Мы можем заживлять порезы, сращивать кости и даже восстанавливать печень после серьезных повреждений. Но по сравнению с тритонами или аксолотлями, которые отращивают оторванные лапы и хвосты, наши способности выглядят жалко. Однако, возможно, мы просто неправильно просили наши клетки о помощи.
Группа исследователей из престижного Техасского университета A&M совершила то, что еще вчера казалось фантастикой: они заставили мышей частично отращивать утерянные пальцы на лапах. Да, регенерация была несовершенной, и выросшие ткани немного отличались от оригинала. Но сам факт того, что это вообще произошло, заставляет ученых по-новому взглянуть на потенциал, скрытый в каждом из нас.
Как обмануть рубец и заставить тело строить новое
В чем главная проблема млекопитающих? При серьезной травме организм впадает в панику и запускает «аварийный протокол» — образование рубца. Фибробласты (клетки соединительной ткани) спешно затягивают рану, чтобы остановить кровотечение. Это спасает от инфекции, но делает регенерацию невозможной. Рубец — это стена, через которую новая конечность пробиться не может.
Ученые нашли элегантный способ обойти этот механизм. Они использовали дуэт белков-сигнальщиков.
- Первый шаг. «Перепрограммирование». Белок FGF2 (фактор роста фибробластов) фактически «переубеждает» фибробласты. Он не дает им строить рубец, а вместо этого превращает их в некое подобие строительных лесов. Эти клетки перестают быть пассивными «заплатками» и готовятся к великой стройке.
- Второй шаг. «Создание чертежа». Второй белок, BMP2 (костный морфогенетический белок), берет подготовленные клетки и формирует из них бластему. Это та самая волшебная «почка», которая есть у саламандр. Именно из бластемы у земноводных вырастает новая лапа.
Результат превзошел ожидания. После серии экспериментов у мышей начали восстанавливаться кости, сухожилия и даже суставы. Иногда новый палец вырастал немного кривым или слишком маленьким, но по структуре он был идентичен утерянному.
Почему это важно, даже если вы не мышь
Самое интересное в этом открытии — не сами белки, а философия подхода. Большинство современных исследований в регенеративной медицине крутятся вокруг стволовых клеток: их нужно добыть, вырастить и имплантировать обратно.
«Вам не обязательно брать стволовые клетки и вживлять их обратно, — говорит Кен Мунеока, руководитель исследования. — Они уже там, внутри нас. Вам просто нужно научиться заставлять их вести себя так, как вы хотите».
Это кардинально меняет правила игры. Организм сам знает, как строить конечности (мы все были эмбрионами). С возрастом этот навык «засыпает», но не исчезает. Белковая терапия просто будит спящие способности.
Что дальше? От мышей к человеку
Конечно, до полноценной регенерации человеческих рук и ног еще далеко. Ученым предстоит понять, как заставить ткани расти ровно и в нужном размере. Но уже сейчас у этой технологии есть практическое применение.
Оба белка (BMP2 и FGF2) либо уже одобрены для медицинского применения, либо проходят финальные клинические испытания. Это значит, что в ближайшее время врачи смогут использовать их для улучшения заживления ран и уменьшения рубцов. Даже если палец не отрастет целиком, качество жизни пациентов с тяжелыми травмами может серьезно улучшиться.
«Почему одни животные способны к регенерации, а другие, особенно люди, — нет? Это вопрос, который задавали еще со времен Аристотеля, — говорит Мунеока. — Я всю свою карьеру пытался это понять. И теперь кажется, что мы наконец-то нащупали правильную дверь».
Мы не саламандры, делают вывод ученые, но, возможно, в наших клетках дремлет та же сила. И чтобы разбудить ее, не нужна магия — достаточно лишь правильного биохимического пинка.
Итоги работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Изображение: фибробласты эмбриона мыши под микроскопом. Источник: wikipedia.org
