Биологи нашли потенциальный способ отращивать конечности у млекопитающих

Команда под руководством исследователей из Техасского университета A&M успешно стимулировала регенеративную реакцию тканей у мышей, которым удалили палец на лапе. По словам исследователей, регенерация была «несовершенной», но результаты определённо обнадёживают.

Использованная техника ещё не тестировалась на людях, но, учитывая биологическое сходство млекопитающих, заманчиво представить, на что способны наши собственные клетки, получив правильные инструкции.

Ключевым моментом в этом процессе стало применение двух белков, которые подают определённые сигналы: первый белок генерирует сырьё для регенерации, а второй строит из него ткани. «Это двухэтапный процесс, — говорит Кен Мунеока, биолог-регенератолог из Техасского университета A&M. — Сначала вы отвлекаете клетки от образования рубцов, а затем подаёте сигналы, которые говорят им, что нужно строить».

Образование рубца — это стандартная реакция организма на травму. К месту раны направляются фибробласты, чтобы заделать её рубцовой тканью. Это эффективный способ остановить кровотечение, но при потере конечности она не восстанавливается.

Фибробласты остаются активными и восприимчивыми, пока выполняют свою работу, и именно здесь вступает в действие первый сигнальный белок — фактор роста фибробластов 2 (FGF2). Он, по сути, перепрограммирует эти клетки, подготавливая их к превращению в нечто иное.

А именно — в бластему. Это временная клеточная «заготовка», которую такие животные, как саламандры, используют для подготовки ткани к регенерации — не просто к заживлению раны, а к восстановлению утраченной конечности.

Затем учёные применили костный морфогенетический белок 2 (BMP2), который передал бластеме сигнал о начале строительства, дополняя подготовительную работу, проделанную FGF2.

Двойного воздействия белков оказалось достаточно для восстановления костей, сухожилий, связок и суставных структур — то есть элементов скелетной и соединительной ткани отсутствующего пальца — в ходе десятков экспериментов на мышах.

Хотя восстановленные пальцы иногда были деформированы или слишком малы, все необходимые их части были на месте.

Такой подход в области регенеративной медицины необычен. Обычно основное внимание уделяется введению свежих стволовых клеток, которые впоследствии могут трансформироваться в множество различных типов клеток.

«На самом деле нет необходимости извлекать стволовые клетки и вводить их обратно, — говорит Мунеока, описывая подход своей команды. — Они уже там. Нужно просто научиться заставлять их вести себя так, как вам нужно».

Новое исследование основано на более ранних работах той же лаборатории, в которых использовался аналогичный подход, основанный на белковой сигнализации. Однако в тех ранних экспериментах FGF2 не применялся, бластема не формировалась, и восстанавливалась лишь часть утраченной конечности.