В открытии, которое заставило саламандр повсюду отказываться делиться своими секретами, ученые из Университета Уэйк Форест, Университета Дьюка и Университета Висконсин-Мэдисон идентифицировали набор генов — названных SP-генами, — которые управляют регенерацией конечностей у аксолотлей, рыбок данио и мышей. Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, предполагают, что люди однажды смогут отращивать конечности, при условии, что сначала мы выясним, как не быть в этом настолько ужасными.
«Это значимое исследование объединило три лаборатории, работающие с тремя организмами, чтобы сравнить регенерацию», — сказал Джош Карри, доцент биологии Уэйк Форест, чья лаборатория изучает мексиканского аксолотля — самого драматичного мастера камбэка в природе. «Оно показало нам, что существуют универсальные, объединяющие генетические программы, которые управляют регенерацией у очень разных типов организмов».
Во всем мире более 1 миллиона ампутаций происходит ежегодно из-за диабета, травм, инфекций и рака, согласно статистике Global Burden of Disease. Исследователи ожидают, что это число будет расти по мере старения населения и распространения диабета — потому что, видимо, эволюция не получила меморандум о профилактическом здравоохранении.
Годами ученые искали способы заменить протезы настоящими работающими конечностями. Это новое исследование указывает на SP-гены — конкретно SP6 и SP8 — как на заводил цирка регенерации. Команда обнаружила, что регенерирующая ткань кожи у всех трех видов активирует эти гены. Затем, используя CRISPR, они выбили SP8 у аксолотлей и наблюдали, что существа больше не могли правильно отращивать кости конечностей. Аналогичные проблемы возникли у мышей с отсутствующими SP6 и SP8.
Но вот обнадеживающая часть: лаборатория пластического хирурга Дэвида А. Брауна из Дьюка разработала вирусную генную терапию, которая доставляла сигнальную молекулу FGF8 — обычно активируемую SP8 — мышам. Лечение стимулировало рост костей в поврежденных пальцах и частично восстановило некоторые регенеративные способности. Это не совсем полноценная конечность, но это начало — как получить бесплатную закуску в шикарном ресторане.
«Мы можем использовать это как своего рода доказательство принципа, что мы, возможно, сможем доставлять терапии, заменяющие этот регенеративный стиль эпидермиса, для отращивания тканей у людей», — объяснил Карри, осторожно управляя ожиданиями.
Исследователи предупреждают, что работа еще ранняя, и необходимо гораздо больше исследований, прежде чем мыши смогут убрать свои крошечные протезы. Тем не менее, Карри подчеркнул дух сотрудничества: «Часто ученые работают в своих башнях из слоновой кости. Настоящая выдающаяся черта этого исследования — то, что мы работаем со всеми этими разными организмами. Это действительно мощно».