Технология регенерации утраченных частей тела

Если бы ученые сумели полностью понять механизм, с помощью которого ящерицы и другие земноводные восстанавливают утраченные части тела, наша медицина сделала бы огромный шаг вперед. У человека появилась бы возможность отращивать ампутированные конечности и поврежденные органы. А пока нам остается ждать и следить за результатами исследований.

Что же такое саморемонт организма, или, если пользоваться научной терминологией, регенерация? Регенерация (от латинского «возобновление», «возрождение») означает восстановление организмом утраченных или поврежденных органов, а также восстановление целого организма из его части. Эта способность в разной степени присуща всему живому на Земле. Правда, человеку доступна лишь часть ее: отмирание старой и появление новой кожи, рост ногтей и волос, восстановление слизистой кишечника, обновление крови, заживление ожогов, обморожений, ран, срастание костей после переломов… По мнению Дарвина, чем сложнее организм, тем ниже у него способность к регенерации. То же самое касается и возраста.

СЛОЖНЫЙ ВЫБОР

Хотите узнать, что такое регенерация, посмотрите на ящерицу. Всем известно: если схватить ее за хвост, то она оставит его в ваших руках. А у нее вырастет новый, правда не сразу, а через несколько недель. Но когда речь идет о жизни и свободе, это уже неважно. Кстати, пауки, раки, крабы и осьминоги, как и ящерица, ради спасения своей жизни расстаются с конечностями.

Червяк планария тоже обладает удивительной способностью к самовосстановлению. Если разделить его на две половины, то через некоторое время с одной стороны туловища вырастет голова, а с другой, как и полагается, хвост. И для регенерации ему даже не нужна половина тела, хватит и 1 /200 части.

Морские огурцы пошли еще дальше и научились регенерировать свои внутренние органы, которые при малейшей опасности они выбрасывают через анальное отверстие.

Почему же у млекопитающих отсутствуют такие чудо-способности? Иммунолог из Филадельфии Элен Хебер-Кац провела ряд экспериментов и сделала вывод, что регенерация утраченных органов и частей тела присуща только организмам, у которых отсутствуют Т-клетки. Эти клетки отвечают за иммунитет, но вместе с тем блокируют процесс регенерации. Ученый полагает, что изначально все живое на Земле исцелялось от ран с помощью иммунной системы и регенерации. Но со временем эти два способа стали друг для друга исключающими. Поскольку у земноводных иммунной системы нет, им осталась регенерация. А для человека, конечно, важнее Т-клетки. Ведь именно они борются с болезнями и новообразованиями. И если выбирать между отрастающим заново пальцем и развитием раковых клеток, то выбор очевиден.

КУРС НА РЕГЕНЕРАЦИЮ

И все же, несмотря на выводы, Хебер-Кац продолжает работать над проблемой регенерации. В ее лаборатории вырастили мышь, которая обладает способностью к саморемонту. Чтобы идентифицировать мышей, им прокололи в ушах дырочки, а когда спустя 2 недели собирались вдеть в них ярлычки, оказалось, что отверстия затянулись. Тогда Элен решила, что лаборанты ее задание не выполнили, и сама занялась этим. Но дырочки снова заросли, причем бластермой, из которой позже образуется ткань восстанавливаемого органа.

У лабораторных мышей ампутировали пальцы, хвост и уши, травмировали сердце. Но все это восстанавливалось спустя время. Единственное, что не подлежало восстановлению, — это мозг. Удивительным было и вот что: обычные мыши, после того как им вживляли клетки экспериментальных сородичей, тоже получали и сохраняли способность к регенерации!

Исследование показало, что за регенерацию у мышей отвечают примерно 10 генов. Правда, механизм их работы еще полностью не изучен, но Хебер-Кац уверена, что идентичные гены есть и у человека.

ВОЛШЕБНЫЙ ПОРОШОК

Пока что достоверно известно, что у человека способностью к регенерации обладает лишь печень. Даже если 75% ее ткани утрачено, клетки начинают активно делиться, пока орган не восстановится полностью. Но случай, произошедший в Огайо в 2008 году, еще раз доказывает, что невозможное возможно.

Некий Ли Спивак, 69 лет от роду, из-за неосторожного обращения с винтом авиамодели лишился части среднего пальца (1,5 сантиметра) на правой руке. В суматохе никто и не подумал искать отрубленный палец. И суждено было бы мужчине остаться калекой, если бы его брат не занимался как раз проблемой регенерации в Питсбургском университете. Он-то и прислал Ли какой-то порошок, посоветовав им обрабатывать рану. Через пару дней пострадавший начал замечать, что палец восстанавливается. А через 4 недели он был как новенький: вернулась чувствительность, отрос ноготь.

Чудо-порошок изобрел доктор Стивен Бадилак, работавший в том же университете. Правда, предназначался он для заживления ран у лошадей, а Ли стал первым человеком, испытавшим его действие на себе.

Бадилак называл свое изобретение «внеклеточный матрикс». Такое же название в молекулярной биологии носят структуры, посредством которых клетки взаимодействуют друг с другом. Если говорить проще, то это некий каркас для клеток, определенный для каждой ткани. Основной составляющей порошка Стивена Бадилака является свиной мочевой пузырь. Именно из него получают матрикс Бадилака.

По словам ученого, механизм работы эликсира следующий. Наш мозг в случае повреждения тканей может подавать разные команды. Он или сигнализирует, что ткани нужно зарубцеваться, а затем срастись, либо заставляет клетки усиленно делиться, восстанавливая утраченное. Так вот матрикс блокирует первые процессы и запускает вторые.

Технология регенерации с помощью внеклеточного матрикса пока находится в разработке. Но если она окажется жизнеспособной, то это будет настоящим прорывом в медицине.