Teraz dużo się mówi o kultywacji poszczególnych narządów poza ciałem i ich ulepszaniu w celu zastąpienia utraconych. Ale może jest lepszy sposób - po prostu odnowić lub w naukowy sposób zregenerować swoje narządy?
W zasadzie osoba jest częściowo obdarowana tym darem. Nasze skaleczenia leczy regeneracja skóry. Krew jest również regenerowana. Ale chce więcej. Co więcej, marzą o tym nie tylko zwykli ludzie, ale także naukowcy.
Na przykład pracownicy Laboratorium Problemów Regeneracyjnych Instytutu Biologii Rozwojowej Rosyjskiej Akademii Nauk, na czele z doktorem nauk biologicznych Wiktorem Mitaszowem, od dawna opracowują różne metody odbudowy ludzkich kości i tkanek nerwowych, a ostatnio także siatkówki. Ogólnie organizmy niższe są częściej zdolne do regeneracji niż organizmy bardziej zorganizowane.
Tak więc wśród bezkręgowców jest znacznie więcej gatunków, które są w stanie przywrócić utracone narządy niż wśród kręgowców, ale tylko niektóre z nich mogą zregenerować cały osobnik z niewielkiego jego fragmentu. Takie prymitywne zwierzęta, jak ctenofory i wrotki, są praktycznie niezdolne do regeneracji, podczas gdy u znacznie bardziej złożonych skorupiaków i płazów zdolność ta jest dobrze wyrażona.
Wielu chciałoby się zregenerować, tak jak Wolverine, bohater amerykańskich komiksów. Może leczyć nawet najgorsze rany w ciągu kilku minut.
Szczególnie niesamowita jest zdolność gąbek do regeneracji. Naukowcy przygotowali niezwykły eksperyment; przepchnął ciało dorosłej gąbki przez tkankę siatkową i oddzielił od siebie wszystkie powstałe fragmenty. Okazało się, że jeśli następnie włożysz te małe kawałki do wody i dobrze wymieszasz, całkowicie niszcząc wszystkie wiązania między nimi, to po chwili stopniowo zaczną się zbiegać i ostatecznie połączą, tworząc całą gąbkę, podobną do poprzedniej. Wymaga to pewnego rodzaju „rozpoznania” na poziomie komórkowym.
Kolejnym rekordzistą regeneracji jest tasiemiec, który potrafi odtworzyć całego osobnika z dowolnej części jego ciała. Teoretycznie możliwe jest, pocięcie jednego robaka na 200 000 kawałków, aby w wyniku regeneracji uzyskać jak najwięcej nowych robaków. Z jednego promienia rozgwiazdy może narodzić się cała gwiazda.
Film promocyjny:
Ale inny przykład jest znacznie bardziej znany - jaszczurki, które mają własny ogon, i traszki, które mogą regenerować oczy, nogi i ogon nawet sześciokrotnie.
Niestety, człowiek jest pozbawiony tej bezcennej własności. Czy współczesna nauka może pomóc nam opanować odpowiednie mechanizmy?
Jeśli chodzi o ludzkie życie, proces odbudowy podobny do Tritona może zająć tylko sześć miesięcy. Jednak bardzo trudno jest dowiedzieć się, jak traszka przywraca oko w ciągu miesiąca. Naukowcy nie mogą jeszcze powtórzyć jego wyczynów. Ale już stało się jasne, w jaki sposób on i inni jemu podobni to robią.
Zacznijmy od samego początku - od narodzin organizmu. Wiadomo, że w trakcie rozwoju embrionalnego komórki dowolnego organizmu wielokomórkowego ulegają specjalizacji. Na przykład od niektórych uzyskuje się nogi, od innych, powiedzmy, mięśnie, skrzela lub oczy. Tak zwane geny Doh nakazują zarówno całemu ciału, jak i określonym narządom rozwój zgodnie z określonym planem - tak, aby oko nie rosło tam, gdzie powinna być noga.
Mucha Drosophila ma 8 genów Dox, żaba ma 6, a człowiek 38. Okazało się, że podczas regeneracji traszka „pamięta” swoją embrionalną przeszłość, w tym program genetyczny, który aktywuje geny Dox i przywraca usunięte lub uszkodzone tkanki i narządy. …
Ale oko lub ogon musi z czegoś powstać - nie można go zregenerować z powietrza. Ciało ma dwa sposoby - zdobyć nowe komórki, nowy materiał budulcowy lub wykorzystać to, co zostało po utracie organu.
Okazało się, że natura stosuje obie te metody. Embrionalne komórki macierzyste są budulcem regeneracji. Tak nazywają się komórki zarodka, które w swoim rozwoju po prostu nie osiągnęły etapu specjalizacji i dlatego są w stanie, pod wpływem pewnych czynników, przekształcić się w komórki różnych tkanek i narządów ponad dwustu typów.
Ponadto w trakcie regeneracji „stare” komórki traszki poprzez skomplikowane manipulacje zamieniają się w komórki podobne do embrionalnych. W ostatnim czasie wiąże się z nimi wiele kontrowersji. Faktem jest, że dla naukowców głównym źródłem embrionalnych komórek macierzystych są ludzkie embriony. Biolodzy z entuzjazmem badają właściwości embrionalnych komórek macierzystych: jeśli się powiedzie, komórki te otworzą zupełnie nowe możliwości w chirurgii i zapewnią odbudowę niektórych narządów. Jeśli w wyniku choroby niektóre grupy komórek ulegną awarii, nawet jeśli są wysoce wyspecjalizowane, będzie można je zastąpić.
A nasi biolodzy wcale nie odgrywają ostatniej roli w tych pracach. Na przykład akademik Rosyjskiej Akademii Nauk Przyrodniczych Leonid Polezhaev od dziesięcioleci zajmuje się problemem regeneracji kości sklepienia czaszki. Najpierw udało mu się zregenerować kości czaszki u psów i szczurów. Następnie wraz z lekarzami z Instytutu Neurochirurgii im. N. N. Burdenko z Akademii Nauk Medycznych ZSRR próbował przywrócić kości czaszki u pacjentów z urazami głowy.
W tym przypadku zastosowano trociny kostne, które „pobudziły” kości ludzkiej czaszki do regeneracji. W rezultacie obszar urazu został całkowicie pokryty nową kością. Przy użyciu tej techniki wykonano ponad 250 operacji.
Niedawno grupa naukowców z Uniwersytetu Tokijskiego pod kierownictwem Makoto Asashimy wyhodowała tysiące embrionalnych komórek macierzystych w specjalnym roztworze witaminy A, zmieniającym jej stężenie. Niskie stężenie aktywuje geny kontrolujące rozwój tkanki ocznej, a wysokie - geny odpowiedzialne za tworzenie narządu słuchu.
Makoto Asashima stwierdził, że całe oko żaby można zdobyć w pięć dni. W podobnej, ale prostszej metodzie wcześniej wyhodowano nowe pąki i pomyślnie przeszczepiono je do żaby. Zwierzę-biorca przeżyło miesiąc po tej operacji.
Eksperci z Keio University of Tokyo opublikowali raport z udanego eksperymentu z wykorzystaniem ludzkich embrionalnych komórek macierzystych do naprawy uszkodzonej tkanki rdzenia kręgowego u małp. Według kierownika pracy, profesora Hideyuki Okano, oryginalne komórki macierzyste pobrano ze zmarłego zarodka ludzkiego za zgodą rodziców i zgodą rady etycznej uczelni.
Następnie komórki te rozmnażano w pożywce i posadzono pięciu małpom (po 10 milionów komórek każda), których kończyny przednie zostały unieruchomione w wyniku urazu kręgosłupa. U jednego naczelnego wszystkie funkcje mięśniowo-szkieletowe powróciły do normy po dwóch miesiącach, podczas gdy reszta procesu regeneracji trwa.
W laboratorium Wiktora Mitaszowa z powodzeniem przeprowadzono eksperymenty dotyczące odbudowy oka traszki. A teraz naukowcy przygotowują się do eksperymentów dotyczących wzrostu ludzkiej siatkówki.
Ale eksperci ostrożnie mówią o możliwości wyhodowania całego oka. Można je zrozumieć: przepaść ewolucyjna między traszką a człowiekiem jest zbyt duża. Nos natomiast mechanizmy rozwoju narządów są podobne, więc jest nadzieja, że kiedyś biolodzy będą w stanie zmusić poszkodowanego, „wpadającego w dzieciństwo”, do wyhodowania niezbędnych narządów - zębów, zamiast tych, które wypadły, nowe komórki wątroby, nerki, trzustka, nowe tkanki mięśniowe na serce dotknięte zawałem mięśnia sercowego.