S-a demonstrat pentru prima dată că broaștele adulte regenerează picioarele amputate, marcându-l ca un progres pentru regenerarea organelor.
Regenerare înseamnă recreșterea unei părți deteriorate sau lipsă a unui organ din țesut rezidual. Oamenii adulți pot regenera cu succes unele organe, cum ar fi ficatul și în special pielea, care este reînnoită și reparată în mod regulat, dar, din păcate, țesuturile umane ale majorității. organe nu au capacitatea de a se regenera. Domeniul medicinei regenerative își propune să găsească modalități de a redeclanșa regenerarea țesuturilor din corpul nostru. Soluția ideală ar fi să pună în mișcare căi importante care pot restabili un țesut, de exemplu un membru, din propriile celule, cu toate acestea, nu este un caz simplu, deoarece oamenii de știință încă încearcă să înțeleagă nuanțele regenerării tisulare.
Intr-un studiu publicat in Rapoarte Cell, oamenii de știință de la Universitatea Tuft din SUA și-au propus să înțeleagă capacitatea de regenerare a țesuturilor și modul în care celulele cooperează și formează o formă tridimensională. organ. Ei au ales să reproducă creșterea țesuturilor la un animal care în mod normal nu se regenerează și au ales un amfibian – broasca africană acvatică adultă cu gheare (Xenopus laevis) – un animal de laborator folosit în mod obișnuit în cercetare. Amfibienii au o capacitate de reînnoire a țesuturilor foarte limitată, similară cu oamenii. Oamenii de știință au proiectat cu succes un dispozitiv care redeclanșează generarea de țesut la locul amputației și permite regenerarea parțială a membrelor posterioare la broasca Xenopus adultă.
Re-creșterea membrelor amputate
Mai întâi, un bioreactor purtabil a fost imprimat în 3D în siliciu și a fost umplut cu hidrogel. Apoi, proteinele de mătase hidratante au fost plasate pe acest polimer de hidrogel despre care se știe că promovează vindecarea și regenerarea. S-a adăugat hormonul progesteron – un neurosteroid – despre care se știe în general că este implicat în menstruație, sarcină și alăptare. Progesteronul este, de asemenea, implicat în promovarea reparării vaselor de sânge nervoase și a altor țesuturi. Broaștele au fost împărțite în grupuri experimentale, de control și de simulare. În grupurile de control și de simulare, dispozitivul bioreactor a fost suturat în broaște imediat după amputarea membrului. În grupul experimental, progesteronul a fost eliberat de bioreactor pe locul de amputare. Dispozitivele au fost scoase după 24 de ore. Broaștele au fost apoi observate de rutină timp de câteva luni. Broaștele din grupurile de control și de simulare au dezvoltat un vârf subțire, cartilaginos la locul amputației, ceea ce este normal atunci când regenerarea țesuturilor progresează fără ajutor. S-a văzut doar la broaștele din grupul experimental că dispozitivul bioreactor a declanșat o regenerare mai mare a membrelor, iar broaștele au regenerat un apendice mai structurat în formă de paletă aproape de un membru aproape complet format. Acest lucru a indicat o regenerare a țesuturilor asistate. Diferența vizibilă a fost vizibilă în câteva săptămâni, sugerând că dispozitivul bioreactor a creat un mediu de sprijin în jurul rană pentru a permite țesutului să crească - similar cu modul în care țesuturile ar crește într-un embrion în interiorul uterului. Doar o scurtă livrare de progesteron din bioreactor (așezat doar timp de 24 de ore) a declanșat creșterea țesuturilor moi și a osului în decurs de câteva luni. În urma analizei histologice și a inspecției moleculare a structurilor regenerate a fost relevat că aceste membre erau mai groase și aveau oase, inervație și vascularizare mai dezvoltate. Animalele tratate cu progesteron au fost, de asemenea, mai active decât grupurile de control și cele simulate.
Creșterea membrelor s-a oprit după aproximativ șase luni, dar a dus la o creștere obișnuită a degetelor de la mâini și de la picioare. Membrele recrescute aveau un volum și o densitate osoase bune, vase de sânge principale, nervi bine fixați și aceste broaște chiar puteau înota asemănător cu modul în care broaștele normale neamputate ar folosi membrele lor native. Secvențierea ARN și analiza transcriptomului au arătat că expresia genelor în celulele de la locul de amputare a fost modificată de bioreactor. Așadar, genele legate de stresul oxidativ și activitatea globulelor albe au fost active (reglate în sus), iar altele au fost reglate în jos. Cicatricele și răspunsul imunitar au fost, de asemenea, reduse, permițând astfel regenerarea să continue prin slăbirea răspunsului natural al organismului la răni, care altfel ar fi împiedicat procesul de regenerare.
Viitor
Acest studiu se bazează pe logica definirii unui program de pornire sau de declanșare care ar duce la o creștere pe termen lung. Poate fi numit ca un nou model de stimulare celulară. Studiile anterioare au arătat că șoarecii pot regenera parțial vârfurile degetelor amputate în circumstanțe normale, dar pentru că nu sunt acvatici și nu există apă care să-i protejeze, astfel încât, spre deosebire de amfibieni, procesul la șoareci nu a fost eficient deoarece celulele regenerate sensibile au fost supuse din nou la suprafețe dure și din nou. Abordarea de regenerare la un animal vertebrat ar trebui să fie aplicabilă mamiferelor și corpului uman și poate foarte curând în viitor am putea regenera organe complexe care ar putea fi folosite pentru transplant de organe sau orice fel de leziuni, poate chiar cancer.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Herrera-Rincon C și colab. 2018. Scurtă aplicare locală a progesteronului prin intermediul unui bioreactor purtabil induce un răspuns regenerativ pe termen lung la membrele posterioare de Xenopus adulte. Rapoarte Cell. 25(6). https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.10.010
***
