Amit ezzel bizonyítunk ...
Tudósok egy csoportja létrehozott egy olyan eszközt, amely a felnőtt afrikai vízi békák (Xenopus laevis) hátsó végtagjainak részleges regenerálódását indukálja a szövetek helyreállításának felgyorsításával az amputáció helyén. Megállapításaik, amelyeket november 6-án tettek közzé a Cell Reports-ban, új modellt vezetnek be az elektroceutikumok vagy a sejt stimuláló terápiák tesztelésére.
Természetesen csak néhány tuskó nő. Az eljárás forradalmi
"A legjobb esetben csak a vékony porcos tippek nőnek vissza a felnőtt békákra" - mondta Michael Levin, a tanulmány vezető szerzője, a Tufts Egyetem Allen Discovery Centerjének fejlesztésbiológusa.
"Eljárásunk olyan regeneratív választ váltott ki, amelyet általában soha nem tettek volna meg, nagyobb, strukturáltabb függelékeket eredményezve. A bioreaktor készülék nagyon összetett eredményeket váltott ki, amelyeket a biomérnökök jelenleg nem tudnak ellenőrizni "- mondta - idézi a sciencedaily.com.
A tudósok 3D kinyomtatták a szilícium-bioreaktorot, és megtöltötték hidrogéllel - a polimerek ragadós tömegével. Hidratáló selyemfehérjékkel kötik meg a hidrogélt, amelyek elősegítik a gyógyulást és a regenerációt, majd progeszteront adtak hozzá. A progeszteron jól ismert a méh terhességre való felkészítésében betöltött szerepéről, de az is bebizonyosodott, hogy a hormon elősegíti az ideg-, vér- és csontszövet helyreállítását.
Hogyan csinálták a kísérletet
A kutatók a békákat három csoportba osztották: kísérleti, kontroll és hamis. A kísérleti és a hamis csoport számára az amputáció után azonnal a békákra varrták az eszközt. A kísérleti csoportban a bioreaktor progeszteront szabadított fel az amputációs helyen. Minden esetben 24 óra után eltávolították az eszközöket.
Amikor a kísérleti csoport békáit különböző időpontokban, több mint 9,5 hónapig elemezték, észrevették, hogy a bioreaktor a végtagok olyan mértékű regenerálódását váltotta ki, amely a többi csoportban nem volt megfigyelhető. A tipikus éles szerkezet (tüske) helyett a bioreaktoros kezelés egy olyan raklap kialakulását eredményezte, amely közelebb van egy teljesen kialakult végtaghoz, mint ami segíthet a regenerálódás nélkül.
"A bioreaktor eszköz olyan környezetet teremtett, amely kedvező a seb számára, amelyben a szövet úgy nőhet, mint az embriogenezis során" - mondja Levin. "A bioreaktor és annak hasznos terhelésének nagyon rövid alkalmazása hónapokig tartó növekedést és modellezést váltott ki. szövetek ".
A csontok is nőttek
Levin és csapata molekuláris és szövettani elemzések segítségével alaposabban elemezte a regenerált struktúrákat. Megállapították, hogy a kontroll és a hamis csoportokkal ellentétben a bioreaktorral kezelt békák regenerált végtagjai vastagabbak voltak, jobban fejlett csontokkal, beidegződéssel és vaszkularizációval (lásd: PHOTO3, n.r.). Az akváriumukban lévő békákról készült videofelvételeket elemezve azt is észrevették, hogy a békák szinte úszni tudnak, mint a nem amputált békák.
Az RNS elemzés és a transzkriptóm elemzés azt mutatta, hogy a bioreaktor megváltoztatta az amputációs hely sejtjeiben előforduló génexpressziót. Az oxidatív stresszben, a szerotonerg szignalizációban és a fehérvérsejtek aktivitásában szerepet játszó gének pozitívan szabályozódtak, míg más, a szignálozással kapcsolatos gének negatívan szabályozva voltak.
A kutatók azt is megfigyelték, hogy a hegesedés és az immunválasz negatívan szabályozott a bioreaktorral kezelt békákban, ami arra utal, hogy a hozzáadott progeszteron a regenerálódási folyamat szempontjából előnyös módon gyengíti a test természetes reakcióját a sérülésekre.
Regeneráció, közelebb, mint gondolnánk
"A szaporodás és az agy működésében újonnan felfedezett szerep szempontjából is a progeszteron hatása lokális vagy szövet-specifikus" - mondja Celia Herrera-Rincon vezető szerző, a Tufts Egyetem Levin laboratóriumának neurológusa.
"Amit ezzel a megközelítéssel demonstrálunk, az az, hogy talán a szaporodás, az agy feldolgozása és a regeneráció közelebb van, mint gondolnánk. Talán ezek a folyamatok megosztják a közös bioelektromos kód útvonalait és elemeit - és eddig teljesen érthetetlenek. ".
Levin csapata folytatja a bioelektromos folyamatok tanulmányozását a gerinc regenerációjának és a tumor átprogramozásának kiváltására. A kutatók azt is remélik, hogy megismétlik a bioreaktor kísérletet emlősökön. Korábbi tanulmányok szerint az egerek megfelelő körülmények között részben regenerálhatják az amputált végtagokat, de szárazföldi életük megakadályozza ezt a folyamatot.
A legjobb regenerátorok a vízi
"Szinte minden jó regenerátor vízi" - mondta Levin sciencedaily.com . "El tudja képzelni, miért számít ez: az az egér, amely elveszíti az ujját vagy a végtagját, majd járás közben megdörzsöli a padló finom regeneratív sejtjeit, nem valószínű, hogy jelentős végtag-regenerációt fog tapasztalni.".
Levin további érzékelőket tervez hozzáadni a távfelügyelethez és az optogenetikus stimulációs eszközhöz, amely reményei szerint javítani fogja a sérülés utáni döntéshozatal ellenőrzését.
A tanulmány teljes egészében megtekinthető ITT .