Nova istraživanja objavljena u Science ističu dva van-genetska faktora koji utiču na regenerativni potencijal tkiva: nivo hijaluronske kiseline u ekstracelularnom matriksu i uslovi oksigenacije zajedno sa sposobnošću tkiva da oseti kiseonik. Studija na miševima pokazuje da veći nivoi hijalurona pomažu regeneraciji vrha prsta i smanjuju ožiljke, dok eksperiment sa punoglavcima ukazuje da niži kiseonik može aktivirati rane regenerativne odgovore kod miševih tkiva. Iako nijedna studija nije regenerisala ceo ud, nalazi otvaraju nove puteve za regenerativnu medicinu.
Zašto ljudi ne mogu da regenerišu udove? Novo istraživanje ističe ulogu hijalurona i kiseonika
Cross section of a regenerating tadpole limb.(Georgios Tsissios)
Ako, na primer, odsečete vrh prsta — naročito u ranom detinjstvu — postoji prilično velika šansa da će se on delimično obnoviti: koža, nokat i osnovna struktura. Međutim, te sposobnosti kod sisara uglavnom prestaju na ovim sitnijim regeneracijama. Dok životinje poput salamandra i morskih zvezda mogu da obnove čitave udove, sisari, pa tako i ljudi, za sada to ne mogu.
Doskora se pretpostavljalo da su ograničenja u regeneraciji uglavnom pitanje gena. Novе studije objavljene u časopisu Science ukazuju da pored gena, i faktori iz okoline tkiva — konkretno bogatstvo hijaluronske kiseline u ekstracelularnom matriksu i nivo kisonika (i sposobnost tkiva da ga detektuje) — mogu znatno uticati na regenerativni potencijal.
Hijaluronska kiselina i regeneracija vrha prsta
U jednoj studiji tim sa Stanforda, predvođen Byronom Muijem, ispitao je zašto samo vrh prsta kod sisara može da se regeneriše, a ostatak prsta ne. Isti prst, kako su istakli istraživači, daje dva sasvim različita ishoda.
Istraživanje na miševima pokazalo je da veći nivoi hijaluronske kiseline u ekstracelularnom matriksu (materijalu između ćelija) olakšavaju delimičnu regeneraciju prsta i smanjuju stvaranje ožiljaka. Hijaluron je poznat i široj javnosti kao sastojak preparata za negu kože, ali ovde njegov efekat govori o ulozi mikrookoline u procesu zaceljivanja i rane regeneracije.
„Ovaj rad elegantno dovodi u pitanje pretpostavku da su ožiljci neizbežni kod sisara nakon gubitka prsta ili uda,“ stoji u komentaru koji je współpotpisala Jessica Whited sa Harvarda.
Nivo kisonika i sposobnost njegovog osećanja
Druga studija, koju je vodio Georgios Tsissios, uporedila je amputirana tkiva afričke punoglavke (African clawed frog, Xenopus laevis) — koja mogu da regenerišu udove — i embrionalne miševe, kod kojih takva regeneracija ne postoji. U uslovima sa nižim koncentracijama kiseonika (sličnim vodenom staništu punoglavaca), embrionalno miševo tkivo pokazalo je bolje rane regenerativne odgovore nego na višem kiseoniku.
Autori su takođe otkrili da ćelije punoglavaca slabije „osećaju“ promene u nivou kiseonika u odnosu na ćelije embrionalnih miševa, što sugeriše da i sama sposobnost detekcije kiseonika utiče na aktiviranje regenerativnih puteva.
Šta ovo znači za ljude?
Rezultati su obećavajući, ali preliminarni: nijedna od studija nije dovela do ponovnog rasta čitavih sisarskih udova. Kako ističe Jessica Whited, put do terapija koje bi ljudima omogućile regeneraciju većih delova tkiva je dug. Ipak, ovi radovi otvaraju nove smernice — ciljajući ne samo gene, već i mikrookruženje tkiva (hijaluron, oksigenaciju i senzore koji detektuju kiseonik) moglo bi poboljšati zarastanje i smanjiti ožiljke.
Kako polako slažemo ove delove slagalice, moguće je da će kombinacija bioloških i inženjerskih pristupa u budućnosti dovesti do značajnih pomaka u regenerativnoj medicini.
Pomozite nam da budemo bolji.
