Международная группа исследователей сообщила о результатах работы, которая может изменить представления о возможностях человеческого организма. Так, специалисты из Колледжа ветеринарной медицины и биомедицинских наук Техасского университета A&M установили, что у млекопитающих сохранился скрытый механизм регенерации тканей. Если научиться правильно запускать этот процесс, организм сможет восстанавливать поврежденные структуры тканей вместо образования рубцов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications, а подробности приводит Science Daily. По мнению авторов работы, открытие способно стать важным шагом в развитии регенеративной медицины, передают «Известия».
Почему организм не восстанавливает утраченные конечности
Долгое время считалось, что люди и другие млекопитающие принципиально отличаются от саламандр и тритонов, которые способны полностью заново отращивать конечности. После серьезных травм человеческий организм формирует рубцовую ткань, которая защищает рану от инфекции, но блокирует полноценное восстановление органов и тканей.
Главную роль в этом процессе играют специальные клетки, которые быстро закрывают повреждение, формируя плотный рубец. У животных, обладающих способностью к регенерации, аналогичные клетки создают особую структуру, из которой затем вырастают новые ткани.
Как ученым удалось запустить процесс восстановления
Американские биологи разработали двухэтапную схему воздействия с использованием факторов роста. После того как повреждение проходило обычный этап заживления, специалисты вводили фактор роста FGF2. Под его воздействием клетки переставали работать по сценарию рубцевания и формировали структуру, напоминающую бластему (ту самую особую структуру животных).
Через несколько дней применялся второй костный сигнальный белок – BMP2. Он запускал следующий этап, заставляя клетки строить новые ткани в правильной последовательности.
В результате, по словам профессора кафедры ветеринарной физиологии и фармакологии Кена Мунеоки, сначала клетки необходимо вывести из режима формирования рубца, а затем дать им сигнал к строительству новых анатомических структур.
Ученым удалось восстановить кости, суставы и сухожилия
Во время экспериментов ученые смогли добиться формирования основных элементов, утраченных после ампутации. В регенерированной области появились кости, суставные поверхности, связки и сухожилия.
Хотя новые ткани пока нельзя назвать полностью идентичными первоначальным, они сформировались в естественном анатомическом порядке и воспроизвели скелетные и соединительные структуры. Особое значение исследователи придают тому факту, что для запуска регенерации не понадобилось пересаживать стволовые клетки. Все необходимые «стройматериалы» уже находились в месте повреждения. Их удалось перепрограммировать с помощью правильно подобранных биологических сигналов.
Исследования меняют прежние представления о возможностях организма, подчеркнул участник эксперимента доктор Ларри Сува. По его словам, клетки, которые долгое время считались неспособными менять свою программу развития, на самом деле сохраняют этот потенциал. Следовательно, способность к восстановлению тканей не исчезла в ходе эволюции, а просто остается скрытой.
Смогут ли технологию применить в медицине
Авторы работы считают, что до полноценного восстановления человеческих конечностей предстоит пройти еще долгий путь. Однако использовать новую методику можно значительно раньше.
Даже частичный отказ организма от формирования рубцов способен улучшить лечение тяжелых травм, ускорить заживление после операций и повысить эффективность восстановления тканей после ампутаций.
Дополнительным преимуществом специалисты называют то, что один из применяемых белков – BMP2 – уже используется в клинической практике при некоторых ортопедических операциях, а FGF2 находится на завершающих стадиях клинических испытаний.
Открытие подтверждает: человеческий организм обладает гораздо большим потенциалом к восстановлению, чем считалось ранее, и в будущем это может открыть принципиально новые возможности.
