Потеря конечностей считается необратимой для человека. В отличие от червей, земноводных, рыб и морских звезд, многие из которых способны заново отращивать части тела, у большинства млекопитающих такой способности нет.
Или все-таки есть?
Ученые из Техасского университета A&M провели эксперимент на мышах и обнаружили, что организм млекопитающих способен запускать процесс восстановления утраченной костной ткани, хотя пока и не идеально.
Это открытие не означает, что в ближайшем будущем людям смогут заново отращивать пальцы, руки или ноги. Однако оно помогает лучше понять, какие механизмы уже существуют в нашем организме и как их можно использовать для восстановления после тяжелых травм.
«Людям стоит задуматься о том, как использовать эти сигналы во время заживления ран. Даже небольшое уменьшение образования рубцов может принести реальную пользу», — говорит руководитель исследования, биолог Кен Мунеока.
Что показало исследование?
Когда ткани млекопитающих повреждаются, организм запускает сложную систему восстановления. Тромбоциты образуют кровяной сгусток, иммунные клетки очищают рану от погибших тканей, а затем к месту повреждения приходят особые клетки — фибробласты.
Именно они быстро закрывают рану, снижая риск инфекции. Для этого они создают плотную сеть из белков коллагена и фибронектина. В результате рана быстро затягивается, но вместо новой ткани образуется рубец.
У животных, которые умеют отращивать конечности, процесс идет иначе. Вместо рубца у них формируется так называемая бластема — скопление клеток, из которого затем вырастает новая часть тела.
«Можно сказать, что фибробласты способны пойти по двум путям: либо сформировать рубец, либо превратиться в бластему. Мы пытались изменить их поведение», — объясняет Мунеока.
Чтобы проверить, возможно ли это у млекопитающих, исследователи нанесли на зажившие культи ампутированных пальцев мышей белок FGF2 (фактор роста фибробластов). В результате действительно образовалась ткань, похожая на бластему. Правда, она не смогла самостоятельно превратиться в новую кожу и кость. Тем не менее это показало, что процесс регенерации у млекопитающих не полностью утрачен.
Затем ученые добавили еще один белок — BMP2, который стимулирует образование костной ткани. После этого бластема начала формировать новые участки кости, связок и сухожилий.
Конечно, это еще не полноценный новый палец. Чтобы восстановить целую конечность, необходимо согласованное развитие множества тканей, которые должны сформироваться в правильной форме и соединиться между собой.
Однако результаты показывают, что при правильной последовательности химических сигналов ткани млекопитающих можно заставить вести себя так же, как ткани саламандр или морских звезд, способных заново отращивать утраченные конечности.
«Почему одни животные умеют регенерировать утраченные части тела, а другие, включая человека, — нет, ученые пытаются понять еще со времен Аристотеля. Я посвятил этому всю свою карьеру», — говорит Мунеока.
Даже если это исследование пока не позволяет выращивать людям новые руки и ноги, оно стало важным шагом к пониманию того, как заживают раны. В будущем эти знания могут помочь уменьшить образование рубцов и улучшить восстановление тканей после тяжелых травм.