Ludzie od dawna próbują zrozumieć, w jaki sposób płazy, na przykład traszki i salamandry, regenerują odcięte ogony, kończyny i szczęki. Ale mają też uszkodzone serce, oczy i rdzeń kręgowy
Lee Spivak, 69 lat, z Cincinnati w stanie Ohio, USA, pracuje w sklepie sprzedającym wszelkiego rodzaju artykuły do modelowania samolotów. Aż pewnego dnia, wskazując palcem na model samolotu, Lee powiedział: „Musimy się tego pozbyć!”. I najwyraźniej miał rację, ponieważ w tym momencie śmigło odbiło się od kadłuba i całkowicie odciąło mu kawałek palca! Jak mówi teraz, około półtora centymetra. Nie odszyli tego kawałka - nawet nie znaleźli go w zamieszaniu. Lekarze właśnie podnieśli ręce - nic nie możesz na to poradzić! Jednak dzisiaj ten palec pana Spivaka wygląda całkiem normalnie - sam urósł do dawnej długości, czułość całkowicie wyzdrowiała, nerwy, naczynia krwionośne, kość, paznokieć - wszystko na swoim miejscu!
Ale jak to jest możliwe? W końcu człowiek nie jest jaszczurką zdolną do odrastania utraconego ogona!
Okazuje się, że Alan, brat ofiary, który pracuje na Uniwersytecie w Pittsburghu nad problemami z regeneracją, przysłał mu jakiś cudowny proszek i polecił posypać nim ranę. Po drugim leczeniu rany Li zauważył, że palec zaczął odrastać! Codziennie trochę więcej. Po około czterech tygodniach wyzdrowiał w dawnej postaci!
Ten incydent stał się sensacją. A teraz wszyscy znają nazwisko dr Stephena Badilaka z tego właśnie Uniwersytetu w Pittsburghu, ponieważ jest on odpowiedzialny za pracę nad regeneracją tkanek i narządów. Nowy I wierzy, że nadejdzie dzień, w którym opracowana tu strategia pozwoli przywrócić nawet utraconą kość i wszystkie funkcjonalne tkanki wokół niej - naczynia krwionośne, nerwy, mięśnie. W jaki sposób? Z pomocą tego samego „magicznego proszku”, który dr Badilak nazywa macierzą zewnątrzkomórkową.
Kup sobie świnię
Macierz zewnątrzkomórkowa (z angielskiej macierzy zewnątrzkomórkowej) w biologii molekularnej nazywana jest strukturami, które zapewniają wzajemne oddziaływanie komórek. Jest to rodzaj międzykomórkowego rusztowania z zestawem białek i czynników wzrostu charakterystycznych dla każdego typu tkanki. „Magiczny proszek” wymyślił i robi sobie dr Badilak. Głównym składnikiem jest pęcherz wieprzowy. Jeśli technika może zostać ulepszona, pewnego dnia będzie można przywrócić mocno poparzoną skórę lub nawet wyhodować utracone narządy.
„Mózg wysyła wszelkiego rodzaju sygnały do naszych narządów” - wyjaśnia dr Badilak. - Niektórzy nakazują, aby uszkodzona tkanka zrosła się razem, tworząc bliznę, a inni nakazują odbudowę utraconej tkanki. Zadaniem matrycy jest eliminacja bodźców do tworzenia blizny i „wykorzystanie” tylko tych sygnałów, które przyczyniają się do odbudowy.
Jak zwiększyć głośność?
Ale jakie są te tajemnicze sygnały, o których mówi dr Badilak? Nie ma wyjaśnień, ponieważ nie ma jeszcze żadnych publikacji na ten temat w czasopismach naukowych. Ale są publikacje rosyjskiego badacza Piotra Pietrowicza Garajewa, które mówią o genetyce fal, o ramach holograficznych, na których zbudowane jest ciało. Oczywiście na nim zregenerowano utracony fragment palca. W końcu zespół Garajewa już dawno (i na odległość!) Za pomocą wynalezionego przez siebie urządzenia zregenerował nawet tak złożony narząd jak trzustka. Regeneracja utraconych tkanek i narządów jest jak piękny sen. Badali jaszczurki, próbowali pracować z pijawkami, wyczarowywali to i to. Wielu prawdopodobnie zna historię rosyjskiego chłopca z prowincji, którego odcięty palec znowu urósł! Może,na powierzchni rany pojawiły się pewne komórki, z których każda została przekształcona w tkankę potrzebną w danym miejscu, a palec zregenerował się wzdłuż niewidocznej ramki. I nikt nie wysypał tam cudownego proszku! A oto historia Amerykanina, który ponownie wyhodował palec, podniecił świat naukowy: okazuje się, że nie znamy wszystkich sekretnych sił naszego ciała, ale macierz pozakomórkowa jest „rusztowaniem”, na którym rosną „podłogi” nowych komórek.że nie znamy wszystkich sekretnych sił naszego organizmu, a macierz pozakomórkowa jest „rusztowaniem”, na którym rosną „podłogi” nowych komórek.że nie znamy wszystkich sekretnych sił naszego organizmu, a macierz pozakomórkowa jest „rusztowaniem”, na którym rosną „podłogi” nowych komórek.
Jak mówi profesor Stephen Minger, ekspert w dziedzinie komórek macierzystych i medycyny regeneracyjnej w King's College London, „W tej chwili ludzie próbują dowiedzieć się, jak stworzyć komórki serca, mózgu i wątroby” i coś już się udaje!
Nawet serce urosło
To zostało zgłoszone 14 stycznia 2008 roku. Serce zostało wychowane w laboratorium i bije! Szkieletem była macierz zewnątrzkomórkowa serca zwierzęcia, oczyszczona z jego własnych komórek i „zaszczepiona” mieszaniną kardiomiocytów i komórek śródbłonka. Tą drogą podąża obecnie medycyna regeneracyjna: tkanki czy narządy są hodowane na bazie własnych komórek pacjenta. Jest to wygodne - znika problem niezgodności tkanek. Wcześniej jednak wyhodowano w ten sposób oddzielne „części” - na przykład zastawkę serca lub falangę palca. Albo wątroba - na sztucznej ramie wykonanej z biopolimerów. Ale całe serce? Nie, to jest pierwszy raz. Do niedawna uważano to za niemożliwe ze względu na niezwykle złożoną trójwymiarową strukturę tego organu.
Pracownicy University of Minnesota rozwiązali ten problem, jednak do tej pory tylko u szczurów i świń: potraktowali detergentem kilka serc, oczyszczona macierz zewnątrzkomórkowa została zasiedlona nowymi komórkami tkanki serca. Ósmego dnia serce zaczęło się kurczyć. To prawda, były to słabe serca, ale kłopot to początek! W przyszłości sztuczne trójwymiarowe narządy wyhodowane w laboratorium mogą rozwiązać problem niedoboru dawców w transplantologii. Teoretycznie możliwe będzie wykorzystanie własnych komórek macierzystych pacjenta (np. Pobranych z łożyska przy urodzeniu danej osoby) do tworzenia narządów zgodnych biologicznie. To tak samo, jak gdybyśmy cofnęli organizm do okresu embrionalnego, kiedy zaczyna się specjalizacja komórek.
Testy? Już czas
Amerykańscy naukowcy wpadli na pomysł wykorzystania macierzy zewnątrzkomórkowej i zamierzają rozpocząć badania kliniczne w Buenos Aires na kobiecie cierpiącej na raka przełyku. Procedura przyjęta w takich przypadkach często kończy się śmiercią. Chirurdzy usuwają nowotwór złośliwy wraz z częścią przełyku i wyciągają wewnętrzną ścianę żołądka do góry - tak, aby uzupełnić utraconą część przełyku. Teraz umieszczą tam macierz zewnątrzkomórkową.
Może więc odcięte kończyny będą mogły znowu rosnąć? Dr Badilak jest ostrożny w swoich przewidywaniach, ale uważa, że „w ciągu dziesięciu lat będziemy mieli strategie ponownego wyhodowania kości i promowania wzrostu funkcjonalnej tkanki wokół tych kości.
I to jest duży krok w kierunku możliwej odbudowy całej kończyny”.
Takie prognozy interesowały wojsko amerykańskie - w końcu trzeba pomagać rannym żołnierzom. Na przykład weteran wojenny Robert Henlein: prawie zginął w eksplozji w Iraku, ale 35% jego ciała zostało spalone - głowa i górna część tułowia. Skóra na głowie jest wypalona do kości, twarz to szkarłatny bałagan. Przeszedł już 25 operacji. Jest ich jeszcze co najmniej 30.
Instrukcje dotyczące wyhodowania nowych narządów
Ludzie od dawna próbują zrozumieć, w jaki sposób płazy, na przykład traszki i salamandry, regenerują odcięte ogony, kończyny i szczęki. Ale mają też uszkodzone serce, oczy i rdzeń kręgowy. Coś stało się jasne, gdy porównaliśmy regenerację u osób dojrzałych i zarodków. Okazuje się, że część tkanki, która powinna stać się skórą, można wyciąć z zarodka i umieścić w okolicy mózgu. A ta tkanka stanie się częścią mózgu! U dorosłych taki cud się nie wydarzy - specjalizacja komórkowa już się skończyła. Ale tak jest, jeśli jesteś człowiekiem, a nie salamandrą. Ale geny niezbędne do regeneracji tkanek są zarówno w nich, jak i u nas. Ale nasz układ odpornościowy nie pozwala na działanie tych genów. Najwyraźniej w toku ewolucji oba systemy - immunologiczny i regeneracyjny - stały się ze sobą niekompatybilne i organizm musiał dokonać wyboru. Triton wybrał regenerację, a człowiek - odporność. Chroni nas przed infekcjami, ale jednocześnie blokuje „samonaprawę”. Ale gdzieś tam jest przechowywana starożytna „instrukcja” hodowli nowych narządów! Musimy tylko „włączyć” go w razie potrzeby. Najważniejsze jest, aby dać sygnał do wzrostu komórek, a organizm sam wie, ile tkanki jest potrzebne i gdzie.
Ale ile czasu zajmuje człowiekowi wyhodowanie nowej nogi do normalnego rozmiaru? Londyński uczony Jeremy Brox uważa, że ma co najmniej 18 lat. Optymiści wierzą w kwestię tygodni lub miesięcy.
Jak w przypadku każdej nowej technologii, jest w niej wiele niewiadomych. Dlatego rosyjscy naukowcy są ostrożni i ostrożni: zdarzają się już przypadki, gdy regeneracja komórek doprowadziła do wzrostu złośliwych tkanek. Entuzjaści uważają jednak, że niebezpieczeństwo jest wyolbrzymione: ciało jest sprytne! Wystarczy się z nim „zgodzić”…
V. Hoffman „Ciekawa gazeta. Niesamowity „№21 2008