A regenerálás megnövelheti az emberi végtagok tudomány spektrumát
Regeneráció: Az emberi végtagok vissza tudnak-e nőni?
A gőte vagy a szalamandra végtagjai kisebbek és kissé csúszósak lehetnek, mint az embereké. Szerkezetükben azonban hasonlóak: a külső bőr és a csontok, az izmok, az ínszalagok, az inak, az idegek és az erek a belsejében, amelyeket a kötőszöveti sejtek laza hálózata tart össze, ami az egésznek kontúrt ad. Tehát semmi izgalmas, gondolná az ember -, de a gerincesek közül a farkú kétéltű lába, amelybe a gólya és a szalamandra is tartozik, valami egészen különleges. Mivel amputáció után a végtagok teljesen visszanőnek, még ivarérett állatoknál is.
Még a békák - a varangyokkal és békákkal rendelkező gerincesek következő magasabb csoportja - csak akkor képesek ebihalként, ha fejlesztik a lábukat. Még egy emlős embrió is képes bizonyos mértékig regenerálni úgynevezett végtagi rügyeit, de ez a képesség jóval születése előtt eltűnik. Nagyjából szólva a regenerálódás képessége általában csökken az egyéni és az evolúciós fejlődés előrehaladtával.
A kutatókat már régóta érdekli, hogy egy "alsó" farkú kétéltű hogyan tudja kezelni az összetett testrészek növekedésének trükkjét egész életében. Honnan "tudja" a link újonnan növekvő szakasza, hogy az egész mekkora része elveszett, és most ki kell cserélni? Miért nem képez a bőr olyan heget, amely határozottan lezárja a csonkot, például az embereknél? Hogyan veheti igénybe a szalamandra az embrionális programokat olyan későn, hogy a lábát a semmiből hozza létre? Erre most válaszok jelennek meg. Amint megértjük, hogyan működik ez a természetes megújulás, egy napon - tehát a remény - képesek vagyunk mesterségesen kiváltani az emberekben is. Végül is érdemes cél az, hogy az amputációs sebből hiányozzon az, ami visszanő, és forradalmasítsa az egyéb nagyobb sérülések gyógyulását.
Az emberi szövetek súlyos sérülésekre adott reakciója kezdetben alig különbözik a farkú kétéltűektől, de valamivel később egyértelmű eltérések vannak. Fajunkban a szöveti hegek a sebgyógyulás során jelentkeznek, ami végül megakadályozza a regenerációt. Ennek ellenére vannak arra utaló jelek, hogy az emberi szervezet még mindig képes helyreállítani az összetett testrészeket. Képesnek kell lennie arra, hogy az emberi sebgyógyulást kétéltűbbé tegye. Először a természetszakértők példájával próbáltuk megvizsgálni, hogyan lehet ezt megtenni.
Ha egy farok amputált amputálnak (minden ilyen kísérletben az állatokat altatják), akkor a csonkban lévő erek gyorsan összehúzódnak, hogy a vérveszteség a lehető legkisebb legyen. Ezután az epidermális sejtek elvándorolnak a vágott felületen, és gyorsan eltakarják. A sérülés utáni első napokban ez az úgynevezett sebhám hámjellegű jelsejtréteggé változik, ami elengedhetetlen a sikeres regenerációhoz. Időközben a termelő sejtek egy része leválik a kötőszövet hálójáról, és az amputációs területen végig a seb közepéig vándorol. Ott szaporodnak és regenerációs blastemát képeznek - az őssejt jellegű sejtek göbös halmozódása, amelyek prekurzor sejtekként szolgálnak a jövő új lábához.
Ötödik láb
Ennek klasszikus vizsgálati objektuma az axolotl, egy keresztfogú gőte. Évekkel ezelőtt Susan V. Bryant csoportja a Kaliforniai Egyetemen, Irvine-ben kimutatta, hogy az állat blasztémiás sejtjei megfelelnek az embrionális végtag rügyeinek sejtjeinek. Nyilvánvaló, hogy a láb regenerálása gyakorlatilag egy embrionális folyamat összegzését jelentette. Ennek megfelelően mindkét folyamatnak ugyanazon genetikai programon kell alapulnia. És mivel az emberek az embrionális fázisban is fejlesztik a végtagjaikat, elvileg nekik is megvannak már a végtagok regenerálásához szükséges alapprogramok. Röviden: úgy tűnt, mintha a kutatóknak csak azt kellene megtudniuk, hogyan lehet egy amputáció után elindítani a blastema kialakulását.
Pontosan ezt próbálta egyikünk (Gardiner) néhány évvel ezelőtt Tetsuya Endóval együtt ebben az egyetemen. Nagyban leegyszerűsített megközelítést választottunk: Valódi amputációs területek helyett, ahol az axolotl természetesen blastemát képez, a lábon egy kis bőrsebet feltételeztünk, amely a bőr regenerációjával valóban gyógyul. Ennek az volt az elképzelése, hogy egy ilyen ártalmatlan szalamandra seb hasonlít az emlősök amputációs sérüléseire, mivel normál esetben nem képződik rajta új végtag. Az axolotl segítségével azonban további lábakat növeszthet, ahol egyébként csak egyszerű sebgyógyulás történik, és ez lehetővé tette számunkra a regenerációs folyamat és annak igényeinek pontosabb elemzését.
Mint egy amputációs sebnél, a láb kicsi, kivágott bőrfelületét az epidermiszből (az epidermiszből) bevándorló sejtek gyorsan lefedték és lezárták.