Odkryto klucz do regeneracji kończyn u salamander

Zdaniem badaczy z Harvard University wyjątkowa zdolność salamander meksykańskich do pełnej regeneracji kończyn wynika z aktywności układu współczulnego, który uruchamia komórki macierzyste w całym ciele. Odkrycie może otworzyć drogę do nowych metod w medycynie regeneracyjnej.

Jak ustalili naukowcy, po utracie kończyny u salamandry meksykańskiej (in. aksolotl meksykański) aktywują się komórki macierzyste w całym ciele, a nie tylko w miejscu urazu. Silnie uczestniczy w tym reakcja stresowa.

Wykazaliśmy, jak ważną rolę odgrywa hormon stresowy - adrenalina w przygotowaniu komórek do regeneracji – mówi dr Duygu Payzin-Dogru, główna badania przedstawionego na łamach magazynu „Cell”.

Medyczny przełom

Odkrycie może z czasem doprowadzić do medycznych przełomów.

Ponieważ adrenalina występuje również u ludzi, oznacza to, że możemy wykorzystać część mechanizmów zaobserwowanych u aksolotla, aby być może poprawić procesy regeneracyjne u człowieka. Dysponujemy podobnymi elementami – musimy jedynie znaleźć właściwy sposób, by je zastosować – dodaje.

Potrafił regenerować kończyny

Niektórzy badacze podejrzewają, że pradawny wspólny przodek wszystkich czworonogów (grupy kręgowców o czterech kończynach, do której należą płazy, ptaki i ssaki) potrafił regenerować kończyny, lecz zdolność ta została utracona w większości linii ewolucyjnych.

W 2018 roku zespół z Harvardu wykazał, że amputacja kończyny wywołuje u salamander proliferację komórek w całym organizmie - nawet w kończynach i narządach, które nie zostały uszkodzone, jednak mechanizmy kierujące tą reakcją pozostawały niejasne. Ustalenie ich zajęło zespołowi ponad sześć lat i wymagało współpracy prawie 40 naukowców.

Badacze

Odkryli oni, że ta ogólnoustrojowa reakcja jest koordynowana przez sieć sygnalizacji opartej na adrenalinie - część współczulnego układu nerwowego, który kontroluje także mimowolne reakcje organizmu, takie jak praca serca, oddychanie i przepływ krwi w sytuacjach silnego stresu. To on odpowiada m.in. za słynną reakcję walki/ucieczki.

Aktywacja całego organizmu uczula też pozostałe kończyny na ewentualne zranienia i przyspiesza ich regenerację w razie potrzeby.

Zwierzę wydaje się tworzyć ogólnoustrojową, krótkotrwałą pamięć urazu – tłumaczy dr Payzin-Dogru.

Coś wyczuwa uszkodzenie i przełącza organizm w tryb przygotowania na ewentualny kolejny uraz, aby móc zareagować się szybciej.

Taka aktywacja utrzymuje się przez kilka tygodni.

Uważam, że to zmiana paradygmatu – mówi autorka odkrycia prof. Jessica Whited.

Sądzę, że zainspiruje ono wiele przyszłych prac, które będą starały się ustalić nie tylko, jak ten mechanizm działa u aksolotla, ale również jak funkcjonuje w innych organizmach.

pap, jb