Достижения современной науки в области регенерации. Можно ли отрастить ногу?

Ученые обнаружили гены, ответственные за регенерацию конечностей

Оригинал взят у в Ученые обнаружили гены, ответственные за регенерацию конечностей


Специалисты сообщили, что во время осуществления испытаний медикам удалось обнаружить уникальные генетические компоненты, ответственные за регенерацию конечностей.

Следует заметить, что в лабораторных исследованиях были задействованы рыбки данио, а также хвосты ящериц. Группа научных работников заявила, что наследственные элементы помогают регулировать процесс восстановления организма после получения травмы. Отмечается, что инициаторами экспериментов стали сотрудники из Медицинской школы университета Дьюка.

Это открытие сделали ученые из Университета Дьюка (Северная Каролина, США). Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Сегодня способностью отращивать новые конечности взамен утраченных обладают, например, ящерицы или рыбки данио. Эта функция была сохранена ими в течение миллионов лет эволюции. В частности, рыбки данио могут после травм не только отращивать новые плавники, но и «ремонтировать» сердце.

Человек же, тоже произошедший от древних простейших существ, в ходе эволюции эту способность утратил. Пытаясь понять, что именно было утеряно, исследователи составили полный список генов, которые позволяют регенерирующим животным отращивать отрезанный хвост или восстанавливать поврежденные ткани.

И оказалось, что их аналоги до сих пор присутствуют в геноме человека. Основное различие же состоит в том, что у нас они располагаются не в той последовательности и поэтому неактивны, пишет РГ.

Ученые начали с поиска генов, участвующих в процессе регенерации плавников и сердца у данио. Соответствующие регуляторные последовательности назвали "усиливающими элементами регенерации тканей" (tissue regeneration enhancer elements, TREEs). Они могут включать гены в местах травм и даже изменить способность животных к регенерации.

Исследователи обнаружили, что у рыбок с ампутированными плавниками или травмированным сердцем был "включен" ген под названием лептин Б. Тогда биологи перебрали 150 тысяч пар в последовательности азотных оснований ДНК, окружающих лептин Б, и определили 7 тысяч пар оснований, которые можно отнести к TREEs. Затем они отсекали усиливающие элементы, пока не получили самую короткую и достаточную последовательность ДНК.

В процессе обнаружилось, что найденный элемент может быть разделен на две части: одна отвечает за регенерацию клеток сердца, а другая - за восстановление плавника. В результате были созданы трансгенные данио, у которых функция регенерации этих органов оказалась повышенной.

Следующим шагом ученые проверили, могут ли TREEs произвести аналогичный эффект в организме млекопитающих, в частности у мышей. Выяснилось, что заимствование этих элементов из генома данио действительно может активировать экспрессию регенеративных генов в травмированных лапах и сердце трансгенных мышей.

Правда, для восстановления органов этого пока недостаточно. Но ученые уверены, что на эти механизмы можно воздействовать. Они могут быть объединены с технологией геном-редактирования для повышения способности млекопитающих, в том числе — людей, к ремонту и выращиванию поврежденных или отсутствующих частей тела.

«Мы хотим знать, как происходит регенерация, чтобы помочь людям реализовать весь свой потенциал, - заявил руководитель исследования, профессор цитологии из Университета Дьюка Кеннет Посс. - Наше исследование указывает на путь, который потенциально позволит пробуждать гены, ответственные за регенерацию».

Сейчас, конечно, возможность отрастить новую ногу взамен утраченной кажется абсолютной фантастикой. Но примерно такой же фантастикой сто лет назад казалась возможность успешной пересадки сердца.

Медики из Соединенных Штатов Америки утверждают, что главной целью осуществления наблюдений был поиск путей, при помощи которых ученые смогли бы заставить гены человека регенерировать конечности.

Сообщается, что итоги исследований опубликованы в журнале под названием Nature. В ходе реализации проектов специалистам удалось достигнуть определенного успеха. Как стало известно, научные работники обнаружили отдельный ген, активизирующийся у рыбок с ампутированными плавниками. Медики утверждают, что выявленный наследственный компонент можно использовать для регенерации конечностей.

Исследователи уверены, что результаты их наблюдений касаются не только млекопитающих, но и людей. Вскоре врачи смогут отрастить для пациентов необходимые части тела.



Разработана система регенерации тканей человеческого тела

Оригинал взят у в Разработана система регенерации тканей человеческого тела


В фантастических фильмах мы то и дело видим, как смертельно раненого человека поднимают на ноги, побрызгав волшебным спреем из какого-нибудь баллончика. На наших глазах его ткани регенерируются, раны затягиваются, в итоге от повреждений не остаётся и следа. Похоже, что учёным из австралийского Университета Нового Южного Уэльса уже в ближайшие годы удастся создать похожую систему регенерации тканей человеческого тела. Пускай она и не будет работать так же быстро, как в кино, но эффективность её уже доказана экспериментально.

Система регенерации чем-то напоминает метод, при помощи которого саламандры отращивают утраченные конечности. Её можно будет использовать для регенерации костной структуры, позвоночных дисков, а также других тканей и органов. Исследователи видят в своём открытии огромный потенциал, ведь с помощью этой методики можно будет раз и навсегда изменить правила игры в пользу человечества, одержав победу над множеством ранее неизлечимых смертельных заболеваний. Итоги исследований были опубликованы учёными в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Профессор Джон Пиманда, руководящий научным проектом, поделился с читателями журнала открытиями своей команды. Новая технология позволяет перепрограммировать костные и жировые клетки, превращая их в индуцированные мультипотентные стволовые клетки (iMS). Изначально эксперименты проводились на лабораторных мышах, и они продемонстрировали потрясающие результаты в сравнении с другими терапиями, эффективность которых либо вообще не доказана, либо крайне низка. Испытания этой технологии на людях запланировано на конец 2017 года.



Существует множество типов стволовых клеток, включая эмбриональные, которые во время развития эмбриона формируют все остальные клетки человеческого тела. Во взрослом организме также есть стволовые клетки, но они не способны регенерировать любую ткань, а только определённый её тип. Революционность новой методики заключается в том, что полученные в результате перепрограммирования клетки iMS способны восстанавливать абсолютно любые ткани, при этом не вызывая страшных побочных эффектов вроде формирования опухолей.

«Использование эмбриональных стволовых клеток для регенерации неприемлемо, так как велик риск образования опухолей. Вторая проблема заключалась в том, что прежние техники формирования стволовых клеток подразумевали использование вирусов для процесса трансформации, что также неприемлемо с медицинской точки зрения. С помощью новой технологии нам удалось преодолеть оба эти препятствия», — рассказывает один из авторов исследования доктор Ваше Чандракантан.

Для создания клеток iMS учёные как бы «отключают память» костных и жировых клеток при помощи аналога ключевого компонента РНК и ДНК 5-азацитидина (AZA) и фактора роста PDGF-AB, тем самым превращая их в стволовые. Процесс превращения от начала и до конца занимает не более 3 недель. После этого полученные клетки можно поместить в область повреждения тканей в человеческом организме, где они тут же приступят к генеральному ремонту. В будущем с помощью такой технологии можно будет решить множество проблем современной медицины, включая лечение серьёзных травм, смертельных заболеваний и даже обращение процесса старения вспять.