На чтение: ≈ 4 мин.Всем известно, что, если ящерица потеряла хвост, у нее отрастает новый. Способность к регенерации – частичному или полному восстановлению поврежденных частей тела – присутствует также у плоских червей, медуз, отдельных видов рыб и земноводных. Недавно команде биологов из Университета Тафтса (США) удалось вырастить полноценную заднюю конечность лягушки с помощью так называемого биореактора.
Как лягушке лапу отрезали…
Речь идет о гладкой шпорцевой лягушке (Xenopus laevis). При утрате одной из конечностей у нее тоже происходит стандартный процесс регенерации, который называется гетероморфозом. Но если, скажем, у тритона после утраты конечности вырастает точно такая же, у лягушки после ампутации формируется лишь тонкий хрящевой нарост, который не может служить полноценной заменой утерянной лапы.
В процессе эксперимента шпорцевых лягушек с задними конечностями, ампутированными на середине бедра, разделили на три группы. Первой доставляли нужные вещества посредством биореактора – силиконового контейнера, напечатанного на 3D-принтере и заполненного гидратированными белками шелка и прогестероном – стероидным гормоном, играющим важную роль в развитии эмбрионов. Известно, что первые способствуют заживлению ран, а второй стимулирует рост костной ткани, нервов и кровеносных сосудов. Вторая группа получала только гидрогель без прогестерона, а третья, контрольная, вообще ничего не получала.
Биореактор всего на сутки прикрепляли к обрубку ампутированной конечности. Далее специалисты в течение девяти с половиной месяцев наблюдали за подопытными животными. За этот период у первой группы вместо отрезанных лапок образовались веслоподобные структуры, по виду близкие к первоначальному состоянию, но без ступней. У представителей второй группы развились только отростки, хотя более крупные, чем обычно. У третьей группы регенерация шла по обычному типу.
По примеру эмбрионов
Ученые пришли к выводу, что биореактор изменил экспрессию генов в клетках лягушачьего организма, создав среду, частично напоминающую условия, возникающие в процессе эмбриогенеза. В итоге удалось подавить процессы, ответственные за рубцевание тканей и иммунный ответ, которые способствовали заживлению ран, но препятствовали регенерации. Зато активизировались гены, отвечающие за окислительный стресс, передачу нервных сигналов посредством серотонина и работу лейкоцитов. Новые конечности позволяли лягушкам из экспериментальной группы плавать в аквариумах куда лучше, чем их товаркам из остальных двух групп. То есть они явно были более функциональны.
По словам руководителя исследования Майкла Левина, сейчас проводятся опыты с более сложным составом биореакторов, в результате удалось отрастить у лягушек взамен ампутированных конечности, на которых даже частично сформированы пальцы. Но работа еще не подошла к завершению.
Выбор читателей
Комментарии